2014年4月，鄧恩熙的伯母看到少兒模特大賽的公告，便為鄧恩熙報了名 ；最後，鄧恩熙取得了重慶賽區迷你小姐先生組的冠軍、全國大賽季軍 。11月，作為少兒模特大賽季軍的鄧恩熙參加“2015年中國首席少兒模特大賽”重慶站走秀 。 2016年，由蘇有朋執導的根據東野圭吾同名小說改編的懸疑電影《嫌疑人X的獻身》舉行陳曉欣演員海選活動，幾乎沒有表演經驗的鄧恩熙抱著試一試的念頭去參加了試鏡，最後被選中，在片中飾演陳婧的女兒陳曉欣，是整部電影的重要線索；由於劇情需要，鄧恩熙特意學習雙簧。8月13日，參與錄製的青少年群體成長真人秀《英雄少年鎮》在湖北衛視播出，在節目中，鄧恩熙與黃隊其餘5位小夥伴在荒漠中合作完成不可能的任務 。 2017年3月31日，電影《嫌疑人X的獻身》在全國上映，上映首日便收穫4779萬的票房 。7月9日，青春校園勵志劇《我們的少年時代》在湖南衛視播出，在劇中鄧恩熙飾演明麗青春的高中少女邢姍姍 。8月，與陳建斌合作，參演由饒曉志執導的荒誕喜劇《無名之輩》，在片中飾演叛逆的女孩 。 2018年3月，參演由陳可辛監製、岩井俊二編劇和周迅主演的情感片《你好，之華》 。9月，主演根據蝴蝶藍同名小說改編、黃偉傑執導的古裝玄幻劇《天醒之路》，鄧恩熙在劇中所飾演的蘇唐是英姿颯爽但感情懵懂的少女，原本整個人生都圍繞著路平進行，然而在兩人失散之後，蘇唐的自我意識逐漸覺醒，逐漸學會為自己而活 。