2016年1月1日,李纯凭借在仙侠剧《花千骨》中霓漫天一角获得了2015国剧盛典最佳女配角提名。同年6月,李纯加盟电影版《心理罪》,并在片中饰演了陈希。同年8月,与霍建华联合主演了清宫传奇剧《如懿传》,李纯在剧中饰演了炩妃卫嬿婉。
9月21日,李纯领衔主演的古装武侠网剧《画江湖之不良人》首播,她在剧中饰演了性格开朗、机灵可爱的小师妹陆林轩。该剧5个月内全网播放量累计超过12亿。
2017年7月,与张丹峰领衔主演奇幻悬疑剧《百慕迷踪》;8月4日,李纯与刘亦菲、杨洋联合主演的古装玄幻爱情仙侠电影《三生三世十里桃花》上映,她在片中饰演了心机颇深的素锦。