Saya mau tau 2017–sekarang: Peran lanjutan dari Amandla Stenberg

Pada tahun 2017, Stenberg dan Sebastian Jones merilis Niobe: She is Death, bagian kedua dari trilogi. Pada tahun yang sama, ia membintangi film drama romantis Everything, Everything disutradarai oleh Stella Meghie. Single-nya, "Let My Baby Stay", ditampilkan dalam soundtrack film tersebut. Dia menerima pujian untuk penampilannya, dan mendapatkan nominasi Teen Choice Award.

Pada tahun 2018, ia memainkan peran utama Starr Carter dalam film drama kontemporer The Hate U Give, berdasarkan novel yang berjudul Benci yang Kautanam, yaitu tentang gerakan Black Lives Matter. Film ini diterima secara positif, dan Stenberg menerima pujian untuk penampilannya, dengan majalah Rolling Stone menulis dan memuji penampilannya. Sutradara film tersebut, George Tillman Jr., menulis bahwa "Stenberg memiliki kemampuan untuk membuat Anda merasa seperti melihat yang nyata, yang berasal dari tingkat dedikasi yang tinggi." Dia memperoleh beberapa penghargaan dan nominasi untuk peran tersebut, termasuk memenangkan NAACP Image Award dan dinominasikan untuk Critics' Choice Award. Pada akhir 2018, Stenberg membintangi drama Perang Dunia II arahan Amma Asante, Where Hands Touch.

Pada tahun 2019, Stenberg memerankan Elizabeth Eckford, seorang gadis berusia 15 tahun yang pada tahun 1957 termasuk di antara sekelompok sembilan siswa kulit hitam yang awalnya dicegah memasuki sekolah menengah atas yang dipisahkan secara rasial di Little Rock, dalam segmen di acara televisi Drunk History (2019). Pada Mei 2019, ia bergabung dengan pemeran miniseri Netflix, The Eddy, yang dirilis pada 8 Mei 2020. Pada bulan yang sama, ia menandatangani kontrak untuk membintangi remake film thriller 1996, Fear. Pada Agustus 2020, dia berperan sebagai Alana Beck di film arahan Stephen Chbosky yang diadaptasi dari musikal broadway, Dear Evan Hansen. Dia juga berkolaborasi dengan komposer acara tersebut, Pasek and Paul, di "The Anonymous Ones", sebuah lagu baru yang ditulis khusus untuk karakternya, yang perannya diperluas dari versi teater. ​​Pada tahun 2021, Stenberg berperan sebagai peran utama untuk serial Star Wars, The Acolyte. Pada Mei 2023, dia diumumkan sebagai bagian dari pengisi suara Spider-Man: Across the Spider-Verse sebagai Margo Kess / Spider-Byte.