2011年2月，首次擔當主演，在劇情式記錄電影《天工開物》飾演青年宋應星。12月，與保劍鋒、楊恭如合作《江山風雨幾多情》飾演從小與父母走散，飽受欺凌，最終成長為剛強堅韌的革命青年“陳繼庭”。
2012年1月，與何潤東、陳道明、孫海英合作出演高希希執導的《楚漢傳奇》飾演武藝了得、亦正亦邪的項莊。3月，出演體育電影《許海峰的槍》飾演青年王義夫。影片拍攝前蔡宜達專程到國家射擊中心學習訓練兩個月，并獲王義夫親自指導。影片上映時被媒體稱為最具運動員氣質的演員 。
5月，與李菁菁、潘雨辰合作《女人進城》飾進城打工衣錦還鄉卻在妻子面前威風凜凜的東北農村青年“文亮”。9月，出演根據已故80后刑警左成亮英雄事跡改編公安題材大戲《忠誠》飾演男一號左翔。
2013年，與佟大為、郭家銘、劉一含合作《我的兒子是奇葩》，生動詮釋了“呆萌技術宅男”江波，被佟大為所鐘情的女神劉一含倒追，卻專注事業絲毫未動心。
2014年4月，主演張紀中版《俠客行》分飾敦厚質樸、一根筋的“狗雜種”石破天和風流紈绔的同胞兄弟石中玉。10月，以嘉賓主持身份參與制作新浪體育亞運訪談節目“宜達說”，深度對話林丹、孔令輝等中國體壇一線明星。
2015年，與喬任梁、張馨予、任達華等人合作《魔卡行動》，片中飾演“楊洋”一角，與其他幾位主演均有不同程度的對手戲。
2017年受邀參加北京衛視《跨界歌王》錄制，備受關注，獲得國乒全員助陣。
2018年主演由扈耀之執導的網絡法醫懸疑劇《骨語》，飾演李學凱。
2018年，獲得“第五屆中國電視好演員”網劇組優秀演員。
2019年10月，與易恒、辛瑞琪、倪言等合作主演的青春校園題材劇《別碰我心底的小柔軟》播出。
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