2015年3月9日确定加入KBS金土剧《制作人》,饰演一个外冷内热的大明星;5月8日,她自创的歌曲《心情》首发后在Melon、Mnet、Ollehmusic、Navermusic等8家网站位居第一位,该曲是她送给粉丝的礼物,以古典吉他为主调,旋律简单悠扬,表达了思念重要之人时的心情;8月22日,她和朴明秀为MBC《无限挑战岭东高速公路歌谣祭》组成了“不像理由(GOD-G)的理由”,并发布合作歌曲《Leon》。而《Leon》这首歌曲不仅在歌谣祭中大受好评,更登上了MelOn、Genie、NAVER Music、Olleh Music、Mnet、Monkey3、Soribada等九大音源排行榜的冠军宝座,威力惊人;10月12日,IU的经纪公司LOEN TREE宣布,IU将于10月23日零点公开第四张迷你专辑《CHAT-SHIRE》,这是IU在去年发布特别翻唱专辑《花书签》之后时隔1年零5个月再推出新专辑。IU亲自参与了每一首歌的词曲创作和专辑整体制作,将自己的真实故事收录其中;10月19日,据韩国《亚洲经济》报道,IU为纪念第四张迷你专辑的发行,将举办个人巡回演唱会。IU计划将于11月21日-11月22日在首尔奥林匹克公园奥林匹克厅举报“CHAT-SHIRE”个人演唱会,与粉丝们近距离接触。这是继2012年“REAL FANTASY”之后,IU时隔3年再次举办全国演唱会,在演唱会上,IU不仅将首次公开新专辑《CHAT-SHIRE》的主打歌《二十三岁》,还将讲述与专辑有关的故事。另外,IU将此次首尔演唱会为起点,相继在釜山、大邱、光州等4所城市进行巡回演唱会;10月21日,在香港举行《2015 I&U in HongKong》个人演唱会,现场翻唱了粤语歌曲《喜帖街》;10月23日凌晨0点,IU的第四张迷你专辑《CHAT-SHIRE》全部歌曲公开,便成功横扫韩国各大音乐排行榜,并且截至23日上午7点30分,专辑主打曲《二十三》已在Melon,Mnet,Olleh,Bugs,Geinie,Soribada等韩国全部8个音源网站的榜单上占据第1位宝座,不仅如此,新专辑中《The Shower》、《新鞋》、《Zeze》、《Red Queen》、《膝盖》、《眼镜》等其他歌曲也在全部八个音源网站排行榜中占领了除第一以外前七位,显示了她“音源女王”的风貌,并且她本人亲自参与了全部歌曲的作词作曲并担任制作人,也是她时隔一年零五个月的华丽回归;10月29日,IU出席了韩国大众文化艺术赏颁奖典礼,并被颁予国务总理表彰奖,也是该奖项当前最年轻的solo女歌手获得者。韩国大众文化艺术赏是由国家对大众文化艺术人的成就予以认可并授予勋章和表彰的荣誉,此次颁奖表彰了她为韩国大众文化的发展做出了巨大贡献;11月8日,在上海举办首场中国Showcase《2015 I&U in Shanghai》,并翻唱中文歌曲《YOUNG》;12月20日,在北京Showcase上翻唱了民谣歌曲《斑马,斑马》。2016年1月,获邀参加湖南卫视春晚;1月10日,在台湾举行粉丝见面会, 并首度尝试用闽南语翻唱了莫文蔚的歌曲《爱情》;2月3日,登上湖南卫视小年夜春晚演唱《好日子》、《Marry you》;7月9日,以广州为起点,陆续在长沙、南京、重庆、武汉、深圳和成都7个中国城市举办《IU GOODDAY IN CHINA 2016》巡演;8月29日,主演的古装剧,《步步惊心:丽》在韩国国内及海外多个频道同步播出,她在剧中饰演从21世纪穿越到高丽时代的女子解树;12月3日、4日, 在韩国首尔奥林匹克公园的SK手球竞技场举办一连两场的《24 STEPS:ONE TWO THREE FOUR》演唱会,除了带来精彩的歌舞演出外,也与歌迷们首度分享过去几年她的内心世界;12月16日,在香港于会议展览中心展览厅5BC举办《IU CONCERT 24 STEPS IN HONG KONG》演唱会,并带来《喜帖街》、《喜欢你》两首粤语歌曲。2017年1月7日,在台湾举行演唱会,并翻唱了田馥甄的《小幸运》。3月24日,正规4辑第一首先行曲《夜信》音源公开,成为韩国Melon音源榜单改版后首个空降一位歌曲,并于26日在韩国八大音源网站达成“Perfect All-kill”。4月7日,第二首先行曲《爱情不太顺》音源公开,并于10日达成"Perfect All-kill"。4月21日,正式发表第四张正规专辑《Palette》。9月18日,韩国时间上午7时第二张翻唱专辑《花书签2》先行曲《秋日早晨》音源公开,并作为出道9周年送给粉丝的礼物。20日,《秋日早晨》达成"Perfect All-kll"。9月22日,正式发表翻唱专辑《花书签2》,此次是IU继2014年的《花书签》后,时隔3年再次发表翻唱专辑。2018年1月,凭借《夜信》获得第32届韩国金唱片奖音源部门大奖。3月21日,主演的电视剧《我的大叔》播出。9月15日,举办出道十周年Fan Meeting。10月10日,发行单曲《삐삐》。 12月7日,发行合唱单曲《동화》。2019年4月5日,参演的电影《女孩,四绎》上映。5月1日,凭借《我的大叔》获第55届百想艺术颁奖礼电视类人气奖。7月13日,参演的tvN电视剧《德鲁纳酒店》播出,在剧中饰演张满月。11月1日,新专辑《Love poem》的先行单曲《Love poem》发布。同月,演唱的歌曲《above the time》MV发布。11月18日,发行迷你专辑《Love poem》。11月23日至24日,在首尔松坡区KSPO DOME(体操竞技场)举行IU单独演唱会《Love poem》。12月9日,发行合唱单曲《因为是第一个冬天》。2020年1月,参演电影《Dream》。同月,IU与“Edam娱乐”签订专属合约。2月15日,发行单曲《사랑의 불시착》。4月13日,作为嘉宾出演KBS电台《郑恩地的歌谣广场》。4月17日,参加网络节目《IU的宅家signal》。5月6日,发行单曲《Eight》。5月8日,凭借《德鲁纳酒店》获第56届韩国百想艺术大赏电视剧部门最佳女主角提名。7月23日,参加的综艺节目《带轮子的家》在tvN播出。10月10日,参加的综艺节目《ON&OFF》定档在tvN播出。12月6日,获2020MAMA最佳vocal表演SOLO、最佳女歌手、最佳合作奖。2021年1月10日,获第35届金唱片大奖音源部门本赏,凭借《Blueming》获音源部门大赏。1月27日,发行单曲《Celebrity》。同年,参演电影《BROKER》。3月,发行专辑《LILAC》 。3月31日,主演的电影《无处寻觅》定档在韩国上映。4月,主持网络节目《IU's Palette》。