Gw mau tau 2013–sekarang dari Song Hye-kyo. Jelasin dalam bahasa melayu

Song bersatu kembali bersama penulis dan pengarah Worlds Within untuk drama That Winter, the Wind Blows, sebuah buatan semula drama Jepun tahun 2002, Ai Nante Irane Yo, Natsu ("I Don't Need Love, Summer").  Untuk persembahan lakonannya di dalam drama ini, Song memenangi Daesang (atau "Anugerah Utama") di Anugerah Bintang APAN ke–2.

Pada tahun 2014, Song bersatu kembali bersama Kang Dong-won di dalam filem My Brilliant Life, adaptasi novel Kim Aeran bertajuk My Palpitating Life. Song membintangi filem China keduanya, The Crossing diarahkan oleh John Woo. Song membintangi sebuah lagi filem China pada tahun 2015, The Queens.

Pada tahun 2016, Song membintangi drama romantik komedi, Descendants of the Sun bersama-sama Song Joong-ki. Drama ini mencapai populariti luar biasa di Korea Selatan dengan episod terakhir merekodkan rating agihan penonton setinggi 41.6% dan juga di China dimana ia ditonton 2.5 bilion menerusi laman iQiyi. Song memenangi Daesang di Anugerah Drama KBS 2016.