2015年，参加过2015中国大学生音乐节广州站之星海学院。之后，伍嘉成报名参加天娱练习生的选拔。经过节目组不断淘汰，伍嘉成成为16名选手之一参与录制《燃烧吧少年》节目；该节目于11月21日在浙江卫视播出。同期还录制了由腾讯视频出品的直播节目《少年频道》。12月26日，爱情微电影《天才告白》在浙江卫视播出，在片中伍嘉成饰演一名追求马思纯却失败的天文学家Star。12月31日，伍嘉成亮相于浙江卫视“奔跑吧2016”跨年演唱会，串烧表演《好想大声说爱你》和节目主题曲《Be a Man》。

2016年1月，参与拍摄以自救防火墙为主题的公益短片。2月6日，在《燃烧吧少年》总决赛中，伍嘉成作为队长与队友以总分503分赢得比赛；同时在人气方面胜出，获得了“小样X-FIRE人气活力王”称号。9月24日，X玖少年团同名数字专辑《X玖》发布，收录了《以己之名》、《B.O.Y.S》、《永字八法》和《Be a Man》，仅一分钟累计购买量突破一万，上线50小时销量破19万张，从而得到酷狗音乐最具人气数字专辑奖和酷我音乐三白金唱片认证奖牌。9月28日，伍嘉成参加X玖少年团出道发布会，以队长和主唱担当的身份正式出道。9月29日，主演的校园星座超能力网络剧《超星星学园》在腾讯视频上线，该剧是伍嘉成个人首部网络剧。11月6日，在首届粉丝嘉年华年度盛典上获得明星势力榜年度新人团体奖项。11月19日，组合网络综艺《X玖少年频道》在腾讯视频上线，在节目中伍嘉成首次尝试担任节目主持人。12月10日，参加腾讯视频星光大赏盛典，获得了“年度青春大势男团奖”。12月31日，在江苏卫视“17聚幸福”跨年演唱会上表演歌曲《B.O.Y.S》。

2017年1月2日，在网综《X玖少年频道》最后一期中，首次发表并演唱自己的原创作品《隐形人》。1月20日，加盟湖南卫视小年夜春晚，并表演《新年快乐》。2月18日，随组合参与录制的嘉宾访谈游戏综艺节目《快乐大本营》在湖南卫视播出。3月24日，随组合参与录制的以”春天在哪里“为主题的娱乐脱口秀节目《天天向上》在湖南卫视播出。4月2日，在上海举办了以“以己之名”为主题的组合演唱会。4月21日，第七届北京国际电影节·电影市场“网影盛典”暨2017首届IFF网影盛典开幕，伍嘉成获得“网影十佳人气新星”奖。4月28日，随组合为腾讯游戏《天天炫斗》演唱三周年主题曲《炫斗青春》。之后，在亚洲金曲大赏和亚洲新歌榜上，随组合获得两项“年度最受欢迎团体奖”。11月1日，以常驻嘉宾的身份录制的原创实验类娱乐网络综艺节目《火星研究院》在优酷播出。12月31日，再度加盟江苏卫视“2018让幸福照亮你”跨年演唱会，串烧表演《乱世巨星》和《We Want What We Want》。

2018年1月，随组合发布第二张专辑《Keep Online》，专辑收录《We Want What We Want》、《永不下线的，才算爱吗》等歌曲。2月15日，随组合参加的以“喜到福到好运到”为主题的《春晚倒计时》在中央电视台综艺频道播出，在节目中表演《新年快乐》。2月16日，参演的东方魔幻冒险喜剧片《捉妖记2》在中国内地上映，在片中饰演了永宁村少妖团成员之一，并随组合在片中演唱表演歌曲《逍遥最好》；同时，随剧组《捉妖记2》参与录制的室内竞技真人秀节目《王牌对王牌第三季》在浙江卫视播出。2月17日，随组合参与录制的由中华全国体育总会主办的节目《奔跑吧，新时代——2018体育嘉年华》在东方卫视首播，在节目中与张常宁和雷声合唱歌曲《我要上奥运》。4月25日，主演的古装言情偶像剧《哦！我的皇帝陛下》在腾讯视频上线，在剧中伍嘉成饰演赤子之心、天真有邪的双鱼座星主北堂棠；同时，还为该剧与王心凌合唱片尾曲《境迁》。5月4日，《筑梦新时代》——2018年“五月的鲜花”全国大中学生文艺会演在中央电视台综合频道播出，伍嘉成随组合与SNH48共同演唱《最好的舞台》。7月12日，参与录制的偶像搭档对决音乐综艺节目《潮音战纪》在腾讯视频上线。9月3日，根据天蚕土豆同名小说改编的古装励志玄幻剧《斗破苍穹》在湖南卫视青春进行时播出，伍嘉成在剧中饰演炼药奇才的昊天，并为该剧演唱同名片尾曲和插曲《修炼歌》。9月13日，推出个人参与创作的首支单曲《温顺的猫》。10月1日，根据单机游戏《古剑奇谭二：永夜初晗凝碧天》改编、由王力宏和宋茜等主演的古装奇幻机甲动作电影《古剑奇谭之流月昭明》在全国上映，在片中伍嘉成特别出演了少年时期的乐无异。10月4日，随组合在杭州举行“Keep Online”巡回演唱会首站。10月5日，参与录制的打歌节目《中国音乐公告牌》在爱奇艺上线，并在节目中表演《温顺的猫》。10月14日，潮流音乐打榜节目《由你音乐榜样》于QQ音乐、酷狗音乐正式上线，伍嘉成与文俊辉、斯外戈共同担任MC报榜官。12月16日，发布个人首张专辑《5》，收录了《神秘》和《新鲜感》等歌曲。

2019年4月，与刘惜君为都市励志剧《趁我们还年轻》合唱爱情主题曲《趁相爱》。5月11日，在音乐先锋榜三十一载荣耀盛典中，荣获最具人气歌手大奖、乐坛飞跃艺人奖，《温顺的猫》也荣获年度十大金曲奖。5月25日，伍嘉成在广州举行个人巡回演唱会。8月8日，在由中国青年报、中青在线联合酷我音乐联合出品的青年阅读分享类音频节目《榜样阅读》中朗读乔良先生的《高原，我的中国色》。10月25日，与Cimo Fränkel合作的单曲《Stay The Night》发布。11月，主演都市情感剧《老友餐厅》。

2020年5月14日，作为嘉宾录制的明星独居生活观察综艺《让生活好看》在腾讯视频播出。5月16日，参与录制的音乐励志节目《天赐的声音》在浙江卫视播出。6月5日，参与录制的喜剧创演艺能秀《笑起来真好看》在湖南卫视播出。7月11日，参与录制的嘉宾访谈游戏综艺节目《快乐大本营》企划《站稳了！朋友》在湖南卫视播出。7月21日，推出专辑《无名岛》，收录了同名歌曲和《你怎么这么黑》等歌曲。8月22日，参与录制的冲浪生活体验清凉综艺《夏日冲浪店》在爱奇艺上线。9月5日，伍嘉成以帮唱学长的身份参与录制的乐团选拔节目《明日之子第四季》在腾讯视频上线。9月19日，伍嘉成参与录制的健康生活体验综艺节目《哎呀好身材第二季》在芒果TV和咪咕视频上线。9月22日，青春励志剧《乘风少年》在咪咕视频、芒果TV播出，伍嘉成在剧中饰演男主角顾阳，演绎因家中破产，顾阳不得不放弃心仪的音乐学院，从一名古典钢琴手转型成为男团成员的故事；此外，伍嘉成还为该剧演唱影视原声带数首歌曲。9月25日，伍嘉成参与录制的代际互动观察类游戏综艺节目《元气满满的哥哥》在湖南卫视播出。10月2日，伍嘉成与斯外戈共同为抗疫题材电视剧《在一起》演唱的插曲《生来倔强》发布。12月5日，参与录制的混龄男性艺人竞演综艺节目《追光吧！哥哥》在东方卫视播出。

2021年3月，参与出演中文版百老汇摇滚音乐剧《近乎正常》。