2016年1月29日，确定出演言情小说改编同名电视剧《三生三世十里桃花》，饰演青丘帝姬凤九。
2月8日，参演的古装励志剧《班淑传奇》播出，在剧中饰演楼兰公主；3月，参演商业现代剧《爱的阶梯》，饰演富家千金宋子涵；3月17日，确认参演浪漫爱情电视剧《漂亮的她》，饰演女主角饰演慧珍。
6月20日，主演电视剧《六扇门》在腾讯视频VIP上线播出，饰演女主角侠女苏溢青；6月26日携电影作品《傲娇与偏见》参加2016中英电影节，并获得2016中英电影节最佳新人奖；8月，热巴主演的都市电视剧《麻辣变形计》在湖南卫视金鹰独播剧场播出，在剧中饰演女主角帅气保镖关小迪。
在电视剧《阿娜尔罕》中迪丽热巴第一次拍戏就担任女主角，压力很大。迪丽热巴为适应角色中不畏强权的“旧社会少女”特意下乡体验农村生活，拍摄中带伤跳舞坚持不用替身。“阿娜尔罕”被吊在树上毒打，是剧中最残酷、最感人的一场戏。这场戏，迪丽热巴的表现，是拍摄中让全剧组人员最感动的，播出后也感动了很多观众。
在《克拉恋人》中，迪丽热巴饰演的超级明星高雯，高贵冷艳、气势非凡，外表看似高冷、自信有范儿，而内里及其单纯善良，鬼马精灵还有些神经质，是个画风非常多变的人物，热巴真实自然的表演方式征服了无数观众，被赞“颜值高演技好”。
电视剧《微时代》中，热巴古灵精怪、娇萌可爱的独特气质，让吴安珀这个人物更加有趣，原本豪门公主这种“风险系数”高、容易招黑的角色，也被热巴演绎得生动可爱，充满灵气。
迪丽热巴参演电影《怦然星动》，成功塑造出娱乐圈小新鲜“郝美丽”角色的单纯呆萌无公害，不仅没有被观众口诛笔伐，甚至还获网友点赞“史上最萌情敌”。
