2015年12月23日,孟美岐随组合发布《AllYouNeedIsLove》和《AllIWantForChristmasisYou》两首圣诞歌曲的影片,以宇宙少女成员的身份首次公开亮相。
2016年2月20日,随组合在KT“GIGALegendMatch”进行出道前的首次公演;25日,随组合发行首张迷你专辑《WOULDYOULIKE?》,正式出道,该专辑共收录了包括主打曲《MoMoMo》和《CatchMe》在内的6首歌曲;3月1日,随组合在北京举办“宇宙少女中国出道发布会”,在中国正式出道;5月28日,随组合受邀出席亚洲强音盛典,获得最佳新人奖;6月9日,随组合出演的首个团体综艺节目《宇宙LIKE少女》在Mnet电视台首播;8月6日,随组合与MONSTAX组成特别企划团体YTeen,并推出合作单曲《DoBetter》;17日,随组合发行第二张迷你专辑《THESECRET》,该专辑收录了包括主打曲《是秘密啊》在内的7首歌曲;10月28日,与组合成员程潇、吴宣仪参加爱奇艺自制综艺《大牌对王牌》,完成中国综艺首秀;11月16日,随组合出席亚洲明星盛典,并获得“RisingStar”奖;12月15日,与马丽、吴昕等合作演唱电影《东北往事之破马张飞》的主题曲《全世界都在说东北话》。
2017年1月4日,随组合发行第三张迷你专辑《From.宇宙少女》,该专辑收录了包括主打曲《靠近你的心》在内的6首歌曲,专辑发行后便在韩国获得Mnet排行榜第一名、OllehMV排行榜第三位的成绩;19日,随组合出席第26届首尔歌谣大赏,获得EPK年度发展赏;3月14日,随组合为韩国手游《大洋》演唱OST《捕鲸Remake》;5月19日,随组合在首尔举办出道后的首场单独演唱会“Wouldyoulike?-HappyMoment”;6月7日,随组合推出首张正规专辑《HAPPYMOMENT》,主打歌是《HAPPY》;7月14日,随组合推出某美妆广告曲《KISSME》;8月,与黄征、王一博、程潇等共同为电影《二次初恋》演唱推广曲《告白情歌》;9月20日,随组合出席第一届SORIBADA最佳音乐大奖的颁奖典礼,获得新韩流RisingHotStar奖;12月8日,与STARSHIP旗下所有艺人共同发行合作曲《ChristmasDay》;同年,与周艺轩、朱正廷等合作主演爱情电影《初恋的滋味》;主演电影《舞出我人生之舞所不能》,在片中饰演铁蛇的妹妹小飞一角;出演爱情电影《蓝色生死恋》,在片中饰演欣爱一角。
2018年2月27日,随宇宙少女发行第四张迷你专辑《Dreamyourdream》,专辑发行的同时便登上Hanteo、新娜拉等韩国专辑销量排行榜的第一;4月21日,以练习生的身份参加腾讯视频女团青春成长节目《创造101》,并随节目发行同名主题曲《创造101》,最终孟美岐以第一名的成绩在该节目中获胜,成功获得出道资格;8月9日,其经纪公司发布声明,孟美岐、吴宣仪退出组合火箭少女101;17日,孟美岐、吴宣仪、紫宁回归火箭少女101组合,继续团队的工作安排,乐华娱乐、麦锐娱乐两家公司称尊重契约精神,共同遵守已签订的合约;8月18日,随组合发布首张EP《撞》,陆续公开《light》等四首单曲;8月31日,受邀助阵《明日之子》,带来了精彩的《我的地盘》表演;9月5日,受TOMFORD品牌邀请,首次亮相纽约时装周;9月29日,现身中网,先是亮相公益活动,和张帅、德尔波特罗进行了一场趣味的网球表演赛,随后她为斯维托丽娜和克鲁尼奇的比赛挑边。之后,还在根据萧鼎同名小说改编并由程小东执导的古装青春仙侠电影《诛仙Ⅰ》中饰演至情至性的碧瑶,该片定档于2019年9月13日在全国上映。
2019年1月12日,随火箭少女101组合举办首场“2019火箭少女101飞行演唱会”上海站;1月13日,腾讯视频出品的青春探险真人秀《横冲直撞20岁》定档播出,演唱主题曲《横冲直撞下一站》;1月15日,与吴宣仪、段奥娟、赖美云共同为电影《熊出没·原始时代》演唱的片尾曲《福气拱拱来》上线;同日,首支单人电影OST、为科幻电影《流浪地球》演唱的推广曲《有种》上线;1月28日,火箭少女101全员献唱喜剧科幻电影《疯狂的外星人》宣传主题曲《银河系Disco》;2月1日,火箭少女101助阵《即刻电音》年度总决赛,孟美岐助阵薛伯特《Godlike》;2月6日,参加纽约时装周;3月2日,参加巴黎时装周;4月23日,发布团专先导EP《犟》;6月23日,发行单曲《只有你知道》。