2014年白百何领衔主演中国首部整容题材喜剧电影《整容日记》,白百何饰演因外貌实属抱歉导致爱情事业双双失意的名牌大学毕业生郭晶,为进行自我救赎踏上了整容之路。2月23日,白百何受邀前往米兰时装周头排看Dolce & Gabbana秀。3月拍摄主演青春励志剧《长大》。5月29日, 白百何亮相,由法国Kering集团的旗下珠宝品牌Qeelin于南京德基广场华美呈现其高级珠宝中国首展。7月3日,由安乐影业出品白百何领衔主演的3D奇幻电影《捉妖记》正式宣布2015年暑期档7月16日上映 ,白百何在影片中摆脱了以往作品中清新的“小妞”形象,首次挑战古装打戏,出演身手不凡的捉妖师。11月,白百何领衔主演由关锦鹏监制的爱情电影《新娘日记》,又名《恋爱中的城市》。9月25日,白百何作为法国品牌CARVEN受邀嘉宾中唯一的中国女星、以品牌挚友身份出现在巴黎时装周秀场头排看秀,CARVEN还为白百何个人特设欢迎晚宴,而这也是CARVEN首次专程为中国女星设宴。9月30日,白百何亮相巴黎时装周Roger Vivier 2015春夏系列新品预览 。12月,由韩延执导白百何领衔主演的励志电影《滚蛋吧!肿瘤君》开机拍摄,电影改编自同名网络畅销漫画,主要讲述了白百何饰演的29岁的乐天派漫画家熊顿因患癌症身处人生最艰难的时刻但同样对着命运微笑的故事 ,该片定于2015年8月13日全国上映。