2015年10月，宋威龍成為歡娛影視旗下的簽約藝人；12月，參與湖南衛視創意實境游戲秀節目《全員加速中》，因在第六期“觸不到的戀人”中扮演彩虹谷王家少爺王曉而被觀眾所熟知，這也是其首次從模特跨界演員。
2016年1月，作為“天天小兄弟”成員之一加入湖南衛視脫口秀節目《天天向上》，在節目中初次亮相的宋威龍就與其余兄弟一起展示了他的舞蹈處女作，獲得頗高人氣；3月21日，參演樸熙坤執導的愛情電影《我愛喵星人》，在劇中飾演一個喵星人；4月25日，與姜潮、張子楓合作主演由張嘉輝監制的電影《歲月忽已暮》，在劇中飾演學霸江海；6月30日，客串民國玄幻愛情網劇《半妖傾城》；隨后，搭檔陳都靈、佟大為主演電影《破夢游戲之不醒城》，在片中飾演男主角南極；11月28日，與宋蕓樺合作主演青春愛情電影《我的青春都是你》，在片中飾演品學兼優的校園風云人物方予可；12月30日，客串民國玄幻愛情網劇《半妖傾城Ⅱ》，在劇中繼續飾演應龍一角。
2017年1月21日，根據自天衣有風的同名小說改編的古裝劇《鳳囚凰》開機拍攝，他在劇中飾演神秘的白衣少年容止，這也是他出演的第一部電視劇作品；2月14日，奇幻愛情網劇《我與你的光年距離》首播，宋威龍在劇中飾演性格冷漠的偶像歌手顧世一，該劇上映一個月播放量突破10億；6月，主演改編自安妮寶貝首篇長篇小說的同名電視劇《彼岸花》，并在劇中飾演桀驁不馴、霸道果敢的知名策展人林和平。
2018年，宋威龍參加《高能少年團》。同年7月，搭檔宋茜、虞書欣等主演了都市情感劇《資深少女的初戀》。
2019年9月，參演的青春成長治愈類電視劇《以家人之名》在廈門正式開機。
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