TRIBUNWIKI: KPop Idol Chen EXO Dikabarkan Akan Garap Album Solo Pertama, Ini Profil dan Karirnya

Pada album kedua grup tersebut Breath, Chen menyanyikan versi Mandarin dari lagu utama "Breath" dengan Zhang Liyin.

Ia juga menyanyikan lagu duet berjudul "When I Was... When U Were..." dengan Krystal f(x) dan "A Day Without You" dengan Jonghyun Shinee.

Chen membawakan lagu duetnya dengan Krystal dan Jonghyun secara langsung di S M The Ballad Joint Recital pada 12 Februari.

Pada Juli 2014, Chen merilis lagu solo pertamanya sejak debut berjudul "The Best Luck" sebagai bagian dari soundtrack drama SBS It's Okay, That's Love yang dibintangi rekannya D O.."The Best Luck" dianugerahi "OST Terbaik oleh Artis Pria" dan "Lagu OST Terbaik" di So-Loved Awards ke-5 dan Seoul International Youth Film Festival ke-16.

Chen juga diundang ke APAN Star Award ke-3 pada 11 November 2014 untuk membawakan lagu tersebut secara langsung.

2015–sekarang: Kegiatan Solo dan EXO-CBX

Pada Juni 2015, Chen menulis lirik lagu "Promise", lagu dari edisi kemasan ulang album studio keempat Exo, Exodus, bersama dengan anggota lainnya Chanyeol dan Lay.

Pada Agustus 2015, ia membuat debut teater musikalnya dengan memainkan peran Benny di In the Heights, produksi SM C&C.

Ia juga berpartisipasi menggunakan alias "Legendary Guitar Man" dan menjadi runner-up di babak ke-11 acara televisi King of Mask Singer.

Pada Januari 2016, Chen membawakan lagu John Lennon yang berjudul "Imagine" dengan pianis terkenal di dunia Steve Barakatt di Sejong Center, sebagai bagian dari "Proyek Imagine" UNICEF.

Pada Februari 2016, Chen dan penyanyi Korea Selatan Punch merilis sebuah lagu duet berjudul "Everytime" sebagai bagian dari soundtrack drama KBS, Descendants of the Sun.

Lagu tersebut menduduki posisi pertama di tangga musik digital mingguan Gaon.

Pada April 2016, Chen dan rapper Korea Selatan Heize merilis lagu "Lil' Something" yang disusun oleh anggota Vibe, Ryu Jae-hyun, sebagai singel mingguan kesembilan proyek musik S M Entertainment, SM Station.

Pada Agustus 2016, Chen berkolaborasi dengan sesama anggota Exo, Xiumin dan Baekhyun untuk merilis lagu "For You" sebagai soundtrack drama SBS, Moon Lovers: Scarlet Heart Ryeo.

Pada Oktober 2016, ia berkolaborasi dengan DJ Alesso pada lagu "Years", sebagai bagian dari proyek SM Station.