2015年，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才艺养成节目《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，伍嘉成与队友以总分503分赢得比赛，与谷嘉诚、赵磊和郭子凡获得X-Fire团体封号并担任队长；同时，伍嘉成在人气方面胜出，获得了“X-FIRE人气活力王”称号 。9月15日，伍嘉成作为男子唱跳组合“X玖少年团”成员身份的个人预告片正式发布 。9月24日零点，X玖少年团同名数字专辑《X玖》首支单曲《以己之名》发布，仅一分钟累计购买量突破一万 。9月28日，伍嘉成参加X玖少年团出道发布会，与队友首次现场表演单曲《以己之名》；同时，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，在剧中伍嘉成饰演沈昊一角，与方天择是最好的兄弟；此外，该剧是伍嘉成个人首部网络剧 。10月31日，随X玖少年团出席《超星星学园》杭州校园见面会 。11月6日，参加首届粉丝嘉年华年度盛典演唱《以己之名》，并随X玖少年团获得明星势力榜年度新人团体奖项 。11月9日，同名组合数字专辑《X玖》中的第二支单曲《B.O.Y.S》发布 。11月19日，组合网络综艺《X玖少年频道》在腾讯视频上线 。之后，与张柏芝录制了爱奇艺游戏类综艺节目《大牌对王牌》。与此同时，东方魔幻冒险电影《捉妖记2》公布演员阵容，伍嘉成随组合与杨祐宁、大鹏、黄磊、柳岩、宋小宝、吴莫愁组成“捉妖天团”，在片中和胡巴一起踏上冒险新征程 。