12 năm sau Nhật ký Vàng Anh, Hoàng Thùy Linh quay trở lại màn ảnh với một vai diễn trong phim chủ đề cảnh sát hình sự Mê cung. Nữ ca sĩ tâm sự ban đầu cô bị khớp và chậm một nhịp. Ngay cảnh quay đầu tiên với Hồng Đăng, cô và bạn diễn đã không hợp tác ăn ý, khiến đạo diễn Khải Anh phải dừng cả ê-kíp. Trong phim, Hoàng Thùy Linh vào vai người yêu của Hồng Đăng.
Ngay cảnh quay đầu tiên, đạo diễn đã làm khó Thùy Linh bằng cảnh hôn với diễn viên Hồng Đăng. Hoàng Thùy Linh chia sẻ cô không biết phải đóng vai người yêu anh này như thế nào. Dù gì mình cũng cần có thời gian tiếp xúc, trò chuyện để hiểu cách diễn của bạn diễn và tương tác sao cho ăn ý nhất.
Ngoài đời, cả hai chưa từng tìm hiểu nhau, nên không biết tính cách mỗi người như thế nào và cách yêu ra sao.
Trở lại với màn ảnh sau 10 năm, Hoàng Thùy Linh chia sẻ: "Tôi luôn cố gắng làm tốt nhất, một cách chuyên nghiệp nhất. Việc khán giả đón nhận ra sao, tôi cũng đang chờ đợi. Nhưng suy cho cùng điều làm tôi hạnh phúc nhất chính là những người yêu thương mình, gia đình, bố mẹ mình đã không phải thất vọng.
Sự quyết tâm, nỗ lực của tôi trong công việc là nhờ bố mẹ rất nhiều. Họ chưa bao giờ nói gì hay làm gì khiến tôi phải tổn thương. Đó là lý do giúp tôi vượt qua khó khăn và muốn làm được những điều để bố mẹ tự hào".
Thời điểm gần đây, xuất hiện một số tin đồn về đời sống cá nhân của nữ ca sĩ được đề cập trên mạng xã hội. "Tôi không đọc những bình luận trên mạng, một phần vì quá bận. Tôi chỉ biết mình đang nỗ lực, tập trung vào vai diễn. Nếu cứ quan tâm đến những thứ thị phi bên ngoài, không thể có những tác phẩm hay, được ghi nhận", Thùy Linh tâm sự.
Chia sẻ về tin đồn rạn nứt với Phạm Quỳnh Anh, Hoàng Thùy Linh thẳng thắn: "Lâu lắm tôi không gặp. Bây giờ ai cũng bận, chỉ có thể chia sẻ với nhau từ xa. Tôi không trả lời những tin đồn nhảm nhí đó đâu. Tôi nghĩ có những chuyện không nhất thiết mình phải lên tiếng. Những ai xung quanh mình sẽ hiểu mình như thế nào".
Khi được hỏi về Vĩnh Thụy, Hoàng Thùy Linh từ chối trả lời những câu hỏi liên quan đến chuyện tình cảm.
Hoàng Thùy Linh từng học múa 7 năm tại Cao đẳng nghệ thuật Hà Nội, khóa đào tạo diễn viên truyền hình của Hãng phim truyện Việt Nam. Cô từng là ca sĩ phụ trong nhóm hát Thiên Thần, người dẫn chương trình thiếu nhi Vui cùng Hugo của Đài Phát thanh - Truyền hình Hà Nội, tham gia một số bộ phim truyền hình dài tập, chương trình truyền hình tương tác, đóng phim quảng cáo.
Vai diễn đầu tiên gây ấn tượng của Hoàng Thùy Linh là Thùy (phim Đường đời, 25 tập, của đạo diễn Quốc Trọng). Sau đó, cô tham gia các bộ phim dài tập khác như Trò đùa của số phận của đạo diễn Huy Thuần, vai Lan trong Đi về phía mặt trời của đạo diễn Lưu Trọng Ninh.
Năm 2006, Hoàng Thùy Linh thi đỗ thủ khoa lớp Đạo diễn truyền hình - Đại học Sân khấu Điện ảnh và tiếp tục theo học tại đây.
Năm 2016, Hoàng Thuỳ Linh tham gia chương trình The Remix mùa 2. Cô tham gia 5 Liveshow và trình diễn 4 ca khúc: I'm Gonna Break (sáng tác TripleD), High (Thanh Bùi - Lưu Thiên Hương), Bánh Trôi Nước (Hồ Hoài Anh - thơ Hồ Xuân Hương) và London Bridge (Fergie). Hoàng Thuỳ Linh rút lui chương trình tại Liveshow thứ 6 vì lý do sức khoẻ. Tháng 6/2016 cô ra mắt MV I'm Gonna Break được thực hiện bởi đạo diễn Đinh Hà Uyên Thư. Trong MV, cô xuất hiện cùng người bạn trai tin đồn - siêu mẫu Vĩnh Thuỵ. Tháng 8/2016, Hoàng Thuỳ Linh ra mắt MV Bánh Trôi Nước.