Saya mau tau 2012–2014: Sukses utama dari Nelydia Senrose

Dia berperan sebagai Nisha dalam serial drama komedi Friday I'm In Love yang dibintangi oleh pacarnya saat itu, Qi Razali, Aiman Hakim Ridza, Ryzal Jaafar, Zoey Rahman dan Bella Dally, drama yang ditayangkan di TV9 dari 19 April 2012 hingga 18 Juli 2012. Nelydia memerankan karakter Jannah dalam serial drama Cinta Jannah yang disutradarai Azmi Hatta bersama pasangannya, Aeril Zafrel, drama ini menceritakan tentang Jannah yang kabur dari rumah setelah dipaksa oleh keluarganya untuk menikahi Suffian sebagai istrinya yang kedua.

Nelydia meraih kesuksesan luas di bidang akting dengan berpasangan dengan Amar Asyraf melalui drama Setia Hujung Nyawa yang diadaptasi dari novel dengan judul sama karya Fatin Nabila terbitan Alaf 21, di mana ia memerankan karakter sebagai Ersalina. Drama ini ditayangkan di Akasia Slot TV3 dari 24 Desember 2012 hingga 7 Februari 2013 dan menerima tanggapan komersial dari pemirsa dengan total pemirsa untuk pemutaran episode terakhir mencapai 3,5 juta. Kesuksesan drama ini menyebabkan dirilisnya sebuah telefilm edisi khusus bertepatan dengan Hari Raya Aidilfitri berjudul Setia Hujung Nyawa Raya yang tayang pada 8 Agustus 2013, Nelydia dan Amar kembali membawakan perannya.

Kemunculan pertama Nelydia di layar lebar adalah ketika dia diberi peran utama bersama Fizo Omar dalam film Cinderella yang disutradarai oleh Ahmad Idham dimana dia berperan sebagai Nurul, gadis desa berusia 22 tahun, tinggal bersama ibu tirinya, Ainon dan saudara tirinya, Farah dan saudara tirinya, Zamil. Film ini ditayangkan perdana pada 19 Desember 2013. Juga pada 2013, Nelydia memenangkan Penghargaan Pilihan Penggemar Astro On the Go untuk Aktris Fuyoo Favorit.

Ia dipasangkan dengan Sharnaaz Ahmad melalui drama Bukan Kerana Aku Tak Cinta yang diterbitkan oleh Ziela Jalil melalui Pena Creative dan ditulis oleh Rozie Rashid dan Chinta Nadeesha. Nelydia memainkan karakter sebagai Hannah Mastura, drama yang ditayangkan di Astro Mustika HD dari 9 Desember 2013 hingga 22 April 2014. Pada tahun 2014, ia bersama dengan Harith Iskander dan Lisa Surihani meminjamkan suara untuk versi bahasa Melayu film animasi Amerika Syarikat 2013, Despicable Me 2 yang ditayangkan di HBO Asia. Nelydia meminjamkan suaranya untuk karakter Margo untuk versi Melayu, di mana dia mengambil alih karakter dari Miranda Cosgrove untuk versi bahasa Inggris.

Beliau kemudian muncul dalam filem kedua lakonannya, Mat Tudung arahan Waan Hafiz yang dibintangi oleh Fizz Fairuz dan Izzue Islam, Nelydia melakonkan watak Zizie. Filem ini ditayangkan pada 28 Julai 2014, diterbitkan oleh Showbiz Productions.

2015–sekarang: Kemajuan karir dan kesinambungan kesuksesan

Pada Mei 2015, Nelydia muncul kembali sebagai Bibi Lisa di musim kedua serial televisi anak-anak, Strawberi & Karipap musim kedua yang ditayangkan di Astro Ceria, bersama Mia Sara Nasuha dan Rykarl Iskandar.

Ia kemudian tampil spesial sebagai Wanita Misteri bernama Jasmin dalam serial drama perdana yang diadaptasi dari novel Tundukkan Playboy Itu yang dibintangi oleh kakaknya, Uqasha dan Hafidz Roshdi yang tayang di Slot Akasia TV3 dari 17 Februari hingga 7 April 2016.

Nelydia membintangi bersama Hafeez Mikail dan Nazrief Nazri dalam serial drama perdana TV3, Lara Terindah; di mana dia memerankan karakter sebagai Elena. Serial ini tayang mulai 31 Agustus hingga 22 September 2016..

Pada tanggal 15 Januari 2018, ia berperan sebagai Tengku Aqilah, seorang gadis yang terpisah dari keluarganya melalui drama Lafazkan Kalimah Cintamu yang disutradarai oleh Along Kamaludin  yang diadaptasi dari novel tahun 2010 dengan judul yang sama karya Siti Rosmizah Semail. Ia dipasangkan dengan Dato’ Farid Kamil yang berperan sebagai Tengku Ryan dan aktris Singapura, Nadiyah Shahab yang berperan sebagai Tengku Natasha.

Pada Mei 2018, Nelydia merambah ke fashion design dengan terlibat dalam proyek baju raya khusus di bawah mereknya sendiri. Selain itu, ia juga meluncurkan koleksi baju tidur.

Dari 10 Juli hingga 26 November 2018, Nelydia dipasangkan dengan Aedy Ashraf, Ben Amir dan Atikah Suhaime dalam drama adaptasi dari telenovela Filipina Sana'y Wala Nang Wakas produksi ABS-CBN yang dibintangi oleh Jericho Rosales dan Kristine Hermosa, yang berjudul Cinta Tiada Ganti. Bercerita tentang kisah cinta Ara dan Mukhriz yang penuh lika-liku akibat dosa masa lalu orang tua mereka. Pertemuan yang tidak disengaja di kapal menyebabkan beberapa insiden kecil dan akhirnya mereka jatuh cinta.

Setelah rehat sejenak dari karir aktingnya, Nelydia kembali ke layar kaca melalui drama adaptasi novel karya Cik Tet, Encik Iman Ekspres yang mempertemukannya dengan Fikry Ibrahim. Bercerita tentang Diya yang diperankan oleh Nelydia, kembali ke Malaysia setelah menghilang begitu lama ketika pertunangannya dibatalkan oleh Iyad, dia harus kembali ke desa untuk bertemu dengan keluarga angkatnya dan calon menantunya.

Media melaporkan bahwa Nelydia akan membintangi drama Nur 2, memegang peran Juita sebelum mundur dan digantikan oleh Azar Azmi. Ia berperan sebagai Daliya dalam drama adaptasi novel Farah Darianna, Lelakimu Yang Dulu yang bercerita tentang Hazrul dan Daliya yang terpisah saat Hazrul mendekam di penjara karena pemerkosaan. Daliya yang terluka membawa dirinya dengan isi yang dirahasiakan dari Hazrul. Drama tersebut mempertemukannya kembali dengan Sharnaaz Ahmad.

Pada September 2020, Nelydia dan Sharnaaz kembali ke perannya masing-masing sebagai Hannah Mastura dan Jebat dalam film adaptasi dari drama Bukan Kerana Aku Tak Cinta, Jebat yang tayang pada 3 September di Astro First. Dia melanjutkan untuk memainkan peran Amanda dalam drama Cinta Sekali Lagi dibintangi Saharul Ridzwan dan Hannah Delisha.