Saya mau tau 2015–2017: Moments dari Maudy Ayunda

Pada 1 April 2015, Maudy merilis album keduanya yang bertajuk Moments. Berbeda dari album sebelumnya, album ini memiliki lirik yang lebih dewasa dengan lagu-lagu yang memiliki cerita yang sedih. Album tersebut sukses terjual lebih dari 200 ribu kopi dan meraih seritfikasi Multi Platinum. Album ini juga masuk dalam nominasi Album Pop Terbaik dan Album Terbaik di Anugerah Musik Indonesia 2015. Di tahun tersebut pula ia kembali bermain dalam film arahan Hanung Bramantyo berjudul 2014: Siapa di Atas Presiden. Film aksi yang direncakan tayang pada tahun 2014 itu disutradarai Hanung bersama Rahabi Mandra. Pada Agustus 2015, Ia menjadi pengisi suara dalam film anime perang Battle of Surabaya karya Aryanto Yuniawan produksi STMIK Amikom dan MSV Pictures. Di akhir tahun, Maudy merilis singel "Jakarta Ramai" yang liriknya ia tulis sendiri. Pada tahun tersebut, ia kembali dinominasikan di Anugerah Planet Muzik 2015 untuk kategori Ikon Media Sosial. Ia juga mememangkan Indonesian Choice Awards 2015 sebagai Female Singer of The Year.

Tahun berikutnya, Maudy fokus pada kuliahnya di Inggris yang sudah memasuki semester akhir. Sepanjang tahun 2016, ia hanya merilis dua singel yaitu "Sekali Lagi" dan "How Far I'll Go" versi Indonesia yang merupakan soundtrack film Disney Moana.

Pada tahun 2017, Maudy memerankan seorang penulis buku bernama Trinity dalam film arahan Rizal Mantovani berjudul Trinity, The Nekad Traveler. Dalam film tersebut, ia kembali mengisi jalur suara dengan menyanyikan lagi berjudul “Satu Bintang di Langit Kelam”. Lagu tersebut diciptaan oleh Dewi Lestari dan dinyanyikan petama kali oleh trio Rida Sita Dewi di album pertamanya pada tahun 1995. Maudy juga merilis singel “Kejar Mimpi” dan “Kutunggu Kabarmu” pada tahun tersebut.