2016-2018: Contrato con Universal Music y Cambio de piel
Denise en la Cumbre del Rock Chileno en 2018.
En 2016, la cantante firma con la discográfica Universal Music Group y estrena su primer sencillo «Cambio de piel», estrenado el 25 de noviembre de ese año, como un anticipo del álbum del mismo nombre. El 6 de diciembre de 2017, estrena el vídeo musical para la canción en su cuenta oficial de Vevo. Ese día, la cantante lanzó su segundo álbum de estudio, Cambio de piel, el cual contiene 10 canciones, incluyendo colaboraciones con Jonas Sánchez y Nicole ZC. Con 1 mes de lanzamiento, el álbum superó las 5.000 copias digitales y físicas obteniendo la certificación de oro en Chile. El álbum alcanzó el cuádruple disco de platino en el país.
El 1 de septiembre de 2017, la cantante lanza su segundo sencillo, «Isidora», el cual trata sobre la muerte de una de sus mejores amigas.2526 El tema consiguió posicionarse dentro del Top 20 de Chile, su vídeo musical dirigido por Claudia Huaiquimilla se publicó un día antes. El 25 de enero de 2018, estrena la pista «Cabello de ángel» como el tercer sencillo de la producción.
En agosto de 2018, estrena el cuarto sencillo del material «Lucha en equilibrio». El video que muestra el empoderamiento y la unión femenina, fue grabado cerca de Farellones y en las playas de Maitencillo.En noviembre del mismo año lanza el quinto sencillo «Encadená», un tema que expresa la sororidad y derivar los estereotipos de belleza. A finales de 2018 se confirma su participación en el festival La cumbre a desarrollarse en Santiago de Chile en enero de 2019, la que luego fue pospuesta en dos ocasiones, siendo la última trasladada a Rancagua para finalmente ser cancelada
2019-2020: Consolidación en la música y participación en el Festival de Viña del Mar
El 14 de febrero de 2019, lanza el tema «Soñarse de a dos» junto a su novio Camilo Zicavo,la canción como celebración del día del amor, muestran el amor que tienen hacia sus perros y el cariño entre ellos. El 13 de julio de 2019 se estrenó el sencillo «Agua segura», que además cuenta con la colaboración de Mala Rodríguez; aborda el empoderamiento femenino, la aceptación, el respeto y la autoestima. día después lanzó en la misma plataforma el videoclip del tema, el que fue grabado en España y donde también participa la actriz Nadia de Santiago, protagonista de la serie Las chicas del cable.38 Su video musical hace alusión a la sequía de Laguna de Aculeo en Santiago de Chile, con la leyenda: «Dedicado al pueblo de Aculeo, quienes sufren en silencio por aquella anhelada agua segura». Como adelanto de su próxima producción discográfica, estrenó «El amor no duele» el 22 de agosto de 2019 que explora las situaciones de violencia en las parejas,seguido de «Ni un fruto» el 28 de noviembre del mismo año, pista que hace alusión a conductas machistas. Iniciando el 2020, la lanzó la pista «Tiene sabor» el 20 de febrero, dicho tema trata sobre derivar los estereotipos de belleza y la auto-aceptación, «todos los meses alguien me embaraza, o alguien opina acerca de mi cuerpo», comentó sobre la inspiración de la pista.
En febrero de 2020 participa como jurado en el LXI Festival Internacional de la Canción de Viña del Mar, compartiendo rol con Pedro Capó, Francisco Saavedra, entre otros. Participó del homenaje a Camilo Sesto cantando algunas de sus canciones junto a Luciano Pereyra y el cantante chileno Jordan.Todos los días, homenajeó a una mujer distinta, luciendo en su vestuario el rostro de cada una.47 Las mujeres homenajeadas por la artista fueron Patricia Muñoz, Elena Caffarena, Macarena Valdés, Gabriela Mistral y Julieta Kirkwood.48 En su presentación, lanzó importantes mensajes respecto de la privatización del agua en Chile, el feminismo y el empoderamiento de la mujer, entre otros.4950 Recibió los galardones de Gaviota de Plata y Oro e invitó a cantar a Camilo Zicavo, vocalista de Moral Distraída, su colaboración «Soñarse de a dos».51 En abril de 2020, confirma una nueva colaboración junto a las artistas Danna Paola y Lola Índigo, llamada «Santería».52 En el mismo mes, realizó presentaciones virtuales en contexto de la pandemia por Coronavirus en el mundo.53 Además de sus shows individuales, interpretó junto a Camilo Zicavo «Soñarse de a dos», y también subió a YouTube presentaciones con la consigna de #QuedateEnCasa, realizando versiones de «Agua segura», junto a Mala Rodríguez y Javiera Mena.54, y «El amor no duele» junto a Cami.55 A finales de este mes, fue conocida su nominación a Canción del año por el tema «Agua Segura» en los Premios Pulsar.56
Luego de ser destacada como una artista a descubrir por la revista Billboard a finales de abril de 2020,457 la cantante mediante sus redes sociales anunció que lanzaría el tema «Amor de madre» el 7 de mayo del mismo año.58 A fines de mayo de 2020, continuó con su serie de estrenos durante la cuarentena que formarían una trilogía, comenzó con la ya mencionada canción «Amor de madre», seguida del tema «Solo hay una vida»,59 y la pista «No olvidar».60 Estos temas que formarán parte de su tercer álbum de estudio en solitario, reflejan la idea de compartir su propio proceso personal, partiendo por la conexión con la madre, pasando por una versión de uno más oscura y seguida de un estado de positivismo.61 A inicios de junio de 2020, lanzó como sencillo una versión acústica del tema «No rompo tus fotos» en colaboración con el cantante mexicano Juan Solo, 62 y formó parte de la canción «Rico rico» junto a los artistas chilenos Moral Distraída y Los Vásquez.63 Luego de lanzar diversos sencillos como adelanto de su próximo álbum de estudio, Rosenthal anunció que seguirá lanzando música y colaboraciones nuevas durante el año, entre ellas publicó «Gira (el mundo gira)»,64 «Santería» junto con Danna Paola y Lola Índigo65 y la canción «Dormir». Fue nominada a los Premios Musa en octubre de ese año en cuatro categorías: Artista Pop del Año, Canción del año y Colaboración del Año Nacional e Internacional, por los temas «Tiene sabor», «Rico rico» y «Santería», respectivamente, obteniendo todos los premios.66 A finales de diciembre, publicó «Todo lo que quiero eres tú», su versión en español del clásico villancico de Mariah Carey.67