同年9月,与李安、李幸倪、张磊、孙伯纶参加腾讯视频《约吧好声音》第十期的录制;同年9月30日,浙江卫视播出的《中国好声音第四季》鸟巢冲刺夜10进5中,陈梓童演唱《If I ain't got you》,综合得分获得89.1分,最终以本场排名第二名的成绩晋级全国五强;同年10月,与张磊、谭轩辕、贝贝、李安一起参加腾讯视频《约吧好声音》第12期的录制;同年10月7日,浙江卫视直播的《中国好声音第四季》总决赛中,陈梓童与48强学员合唱《我爱你中国》作为开场曲,在第一轮中与周杰伦合唱歌曲《鞋子特大号》等歌曲串烧,之后在第二轮中演唱《刀马旦》获得8880票并成为冠军候选人,在第三轮中演唱《黑色幽默》与张磊进行PK,最终以41.47%的现场支持率惜败张磊而获得全国总决赛亚军;同年10月8日,出席在北京举办的《中国好声音第四季》毕业典礼,并接受十大音乐制作人老师颁发的毕业证书。