2015年，由任海曜执导，张哲翰主演的民国玄幻爱情剧《半妖倾城》剧中曹国涛饰演山奎；同年9月由张亚海执导的软科幻电影《异能未来人》剧中饰演封柳川； 12月主演惊悚电影《僵尸丹顿》在剧中饰演丹顿。
2016年，出演由三丑执导，张铎、张光北主演的抗战剧《学生兵》在剧中饰演团长张克凌；同年6月出演由柯震东主演的抗战剧《舞樱》在剧中饰演织田；10月出演民国探案题材影片《怪探司马洛之再入江湖》剧中饰演方兴业。
2017年，主演由刘轩狄执导的古装武侠玄幻电影《伏妖开封府之御猫展昭》登陆爱奇艺视频，由曹国涛饰演展昭； 同年8月由吕佳容、谭凯等主演的都市执行题材电视剧《执行利剑》登陆央视八套，剧中曹国涛饰演会计事务所所长刘为； 10月出演由赵毅执导的悬疑探案喜剧《咸鱼翻身》在剧中饰演王二。
2018年，主演由高彬执导的励志动作电影《特殊保镖》，在剧中一人分饰两角，分别饰演退役散打冠军徐伟以及东方木； 同年4月出演由李连军执导的动作电影《八面修罗之凤凰雪》在剧中饰演猎盟会会长韩长春； 6月出演由李冯编剧执导的古装奇幻动作电影《雪妖2》曹国涛在剧中饰演黄皮子； 9月主演由田泽尧执导的励志电影《我在温州等你》剧中饰演创业青年荣耀辉。