Saya mau tau 2016–sekarang dari Zoe Saldaña

Saldaña membintangi Nina, biografi tidak sah tentang musisi jazz Nina Simone dirilis pada April 2016. Film ini menggambarkan kebangkitan mendiang penyanyi tersebut menjadi terkenal dan hubungannya dengan manajernya Clifton Henderson. Keluarga Simone mengkritik keputusan untuk memasukkannya ke dalam peran tersebut. Pada Agustus 2020, Saldaña meminta maaf karena mengambil peran tersebut "Saya minta maaf. Saya tahu lebih baik hari ini dan saya tidak akan pernah melakukannya lagi. Dia salah satu raksasa kita dan orang lain harus maju. Orang lain harus menceritakan kisahnya." Pada 2016, ia ikut membintangi sekuel fiksi ilmiah Star Trek Beyond dirilis pada bulan Juli, dan Ben Affleck drama kriminal Live by Night dirilis pada bulan Desember.

Saldaña kembali sebagai Gamora di Guardians of the Galaxy sekuel, Guardians of the Galaxy Vol. 2, dirilis pada Mei 2017. Dia mengulang perannya Avengers: Infinity War (2018) dan sekuelnya Avengers: Endgame (2019), meskipun sebagai versi alternatif dari karakter di film terakhir. Dia kembali dalam peran ini di Guardians of the Galaxy Vol. 3 (2023), film terakhirnya di MCU sebagai Gamora.

Juga di tahun 2017, Saldaña berperan sebagai Ny. Mollé I Kill Giants, Anders Walter adaptasi dari novel grafis Joe Kelly I Kill Giants. Syuting dimulai di Irlandia pada September 2016. Juga tahun itu, dia muncul di My Little Pony: The Movie menampilkan suara burung beo bajak laut Kapten Celaeno.

Pada 3 Mei 2018, dia menerima bintang di 6920 Hollywood Boulevard di bagian Motion Pictures dari Hollywood Walk of Fame.

Pada tahun 2021, Saldaña membintangi dua produksi Netflix, tampil sebagai Rosita dalam musikal tersebut Vivo dan sebagai karakter tituler di Maya and the Three. Dia bergabung dengan pemain all-star David O. Russell Amsterdam.

Saldaña mengulangi perannya sebagai Neytiri di Avatar: The Way of Water (2022), termasuk menghadiri pemutaran perdana di Los Angeles pada 12 Desember 2022. Sebagai bagian dari perannya, dia menampilkan vokal untuk lagu aslinya "The Songcord" pada film's soundtrack, ditulis oleh Simon Franglen. Dia kembali sebagai Neytiri untuk Avatar 3, ditetapkan untuk rilis pada tahun 2025. Dia juga akan membintangi Paramount+ serial televisi Special Ops: Lioness, dibuat oleh Taylor Sheridan.