2013年，出演杨超导演、李屏宾摄影的电影《长江图》的女一号安陆，与秦昊饰演的高淳之间上演了一场魔幻与现实交织的极致爱情，在时间逆流里的爱与救赎，该片入围了第66届柏林国际电影节主竞赛单元，是本届入围主竞赛单元唯一一部华语电影。同年，与小沈阳、王宝强、大鹏等人主演孙周导演3D科幻喜剧电影《不可思异》，饰演唯一女主角田静，演技爆发力十足，凭借该片进入亿元票房女主角殿堂。还出演由《华胥引》改编的电视剧《华胥引之绝爱之城》，在片中扮演“舞艺超群”的奇女子南宫清；12月份由郑晓龙、刘心刚共同打造，蒋雯丽、邬君梅、廖凡等共同主演的时尚季播剧《女人帮》播出，辛芷蕾饰演廖凡的“铁杆粉丝”高欣欣。
2014年，由韩国导演执导的湖南卫视周播轻喜剧《懂小姐》于2月28在长沙开机，辛芷蕾在片中担任女二号；同年，4月4日，辛芷蕾与闫妮、张博搭档，出演大型谍战剧《王大花的革命生涯》，饰演女二号江桂芬；10月拍摄丁黑导演的电视剧《拥抱星星的月亮》，饰演女一号夏明月，该角色1000多场戏。
2015年4月16日，辛芷蕾作为嘉宾，参加了第五届北京国际电影节开幕式。同年，出演丁仰国导演偶像剧《女汉子进化论之幸福巧克力》，担任女一号钟款款。
2016年1月20日，主演电影《长江图》入围第66届柏林国际电影节主竞赛单元，成为本届入围主竞赛单元的唯一一部华语影片。
辛芷蕾演过的电视剧
《拥抱星星的月亮》 《懂小姐》 《王大花的革命生涯》
《绝爱之城》 《女人帮》 《偏偏爱上你》 《画皮》
