В 2016 году Фаннинг сыграла главную роль в остросюжетной драме Николаса Виндинга Рефна «Неоновый демон», премьера которого состоялась в рамках конкурсной программы Каннского кинофестиваля. В том же году она снялась в комедийной драме Майка Миллса «Женщины XX века» и в криминальной драме Бена Аффлека «Закон ночи». В 2017-м Фаннинг появилась в компании Николь Кидман, Кирстен Данст и Колина Фаррелла в мелодраме Софии Копполы «Роковое искушение».

В 2018 году Фаннинг можно было увидеть в фантастической драме Рида Морано «Кажется, мы остались одни» с Питером Динклэйджем. Премьера картины состоялась на Кинофестивале в Сандэнсе в 2018 году. Также актриса снялась с Беном Фостером в триллере Мелани Лоран «Галвестон» по сценарию Ника Пиццолатто, и в мюзикле Макса Мингеллы «За мечтой», премьера которого состоялась на Международном кинофестивале в Торонто в 2018 году.

В мае 2019-го Фаннинг стала самой молодой участницей жюри в истории Каннского кинофестиваля. Не так давно актриса завершила съемки в мелодраме Бретта Хейли «Все радостные места», основанной на бестселлере Дженнифер Нивен. Актриса также выступила продюсером этой ленты, которую Netflix выпустил в начале 2020 года. Фаннинг вернулась к амплуа Спящей Красавицы в сиквеле «Малефисента 2: Владычица тьмы». Сейчас актриса снимается в сериале «Великая» по сценарию Тони МакНамары («Фаворитка»). Она играет роль Екатерины Великой, а также выступает одним из исполнительных продюсеров.