Smith se asoció con el compositor Jimmy Napes, y en septiembre de 2015 lanzaron «Writing’s on The Wall» como el tema principal de la 24ª película de James Bond, «Spectre» (2015). Fue muy popular, alcanzando el número 1 en el Reino Unido, en realidad fue el primer tema de James Bond en lograr esto. «Writing’s on The Wall» le dio a Smith el globo de Oro 2016 a la Mejor Canción Original, y un Premio de la Academia a la Mejor Canción Original.,
(foto de Jamie McCarthy/Getty Images)
a lo largo de 2016, Smith no lanzó ningún material nuevo, pero con frecuencia lanzaba imágenes que los mostraban en el estudio trabajando en música. En septiembre de 2017, Smith lanzó el nuevo single «Too Good at Goodbyes». Debutó en el número 5 en el Billboard Hot 100 de Estados Unidos, y en el número 1 en el Reino Unido. Fue seguido por el segundo álbum de estudio de Smith, «The Thrill Of It All» (2017) en noviembre de ese año. El esperado álbum debutó en el número 1 tanto en los EE.UU. como en el Reino Unido, y es el primer álbum número uno de Smith en los EE.UU., Para apoyar y promover el álbum, Smith se embarcó en la Thrill of it All Tour en marzo de 2018, que contó con paradas en todo el mundo en Europa, América del Norte, Asia, Nueva Zelanda y Australia. Los lanzamientos de Smith en 2018 incluyen la pista única » Pray «(marzo de 2018), con el rapero estadounidense Logic, y la pista» Fire on Fire», que apareció en la banda sonora de la miniserie» Watership Down » (2018). También apareció en la canción de Calvin Harris «Promises» (agosto de 2018) como el vocalista principal.,
En enero de 2019, Smith se asoció con la cantante Normani para crear y lanzar la canción «Dancing with A Stranger». No solo alcanzó el Top 10 en los Estados Unidos y el Reino Unido, sino también en varios otros países. Siguieron con la canción «How Do you Sleep?»en julio de 2019. En febrero de 2020, Smith reveló originalmente un próximo tercer álbum de estudio estaba programado para ser lanzado en mayo de 2020. Su fecha de lanzamiento fue retrasada dos veces debido a la pandemia de coronavirus, pero «Love Goes» fue finalmente lanzado el 30 de octubre de 2020., Otros lanzamientos de Smith en 2020 incluyen la canción «i’m Ready «(abril de 2020), que es una colaboración con la cantante estadounidense Demi Lovato, así como la propia versión de Smith de la canción» Fix You » de Coldplay, que fue lanzado en julio de 2020. Smith incluye a Adele, Amy Winehouse, Whitney Houston, Mariah Carey, Chaka Khan, Brandy y Lady Gaga como principales influencias en su estilo musical. También han declarado que son empujados e inspirados Ed Sheeran, un amigo cercano y también músico británico.