肖戰除了演戲和參加綜藝節目之外，還加入了推理類綜藝《明星大偵探》的拍攝，和何炅、撒貝寧、劉昊然、鬼鬼（吳映潔）等人一起玩推理遊戲，看節目中肖戰時常出現的笑容，是可以看出來他喜悅的心情的，不過他剛來的時候不太習慣節目的模式，錄製第一期的時候有些拘謹，畢竟現場有何炅和撒貝寧這兩個非常會調節氣氛的主持人，大肆玩梗，沒過多久，氣氛就變得相當活躍。
肖戰參與的北方慢車迷案分為三個部分，第一個部分裡，肖戰化名肖灑，是列車上的最帥乘務員，第二個部分裡，肖戰化名肖灑，和鬼鬼吳映潔組cp，《明星大偵探》是推理類真人秀，必然要有角色扮演，鬼鬼吳映潔和偵探團裡的很多人都組過cp，白敬亭啊劉昊然啊，可以說是偵探團裡的團寵了，不過她本人非常機靈可愛，大家都很照顧她。
鬼鬼是《明星大偵探》裡的常駐嘉賓，已經對節目流程和遊戲技巧很熟悉了，而且在北方慢車迷案中，鬼鬼的人設很「絕」，第一個部分裡，劉昊然是她老公，第二個部分裡，肖戰是她男朋友，張若昀和劉昊然都暗戀她，想替粉絲問一聲，被帥哥暗戀的感覺怎麼樣？
肖戰在這個節目中是一個新人，案件很燒腦，但是遊戲大王肖戰推理起案件，也邏輯清晰總能發現關鍵性證據，不過，參加《明星大偵探》，拼智商、靠細心是一方面，在案件中享受快樂才是最重要的，這一期綜藝中也有很多看點。
肖戰和鬼鬼組了cp鬼鬼大大咧咧的性格十分討喜，在後臺和肖戰討論起來了給對方的稱呼洗看著兩人在節目中的互動所以在後臺的時候，鬼鬼就和肖戰討論，要怎麼稱呼對方，最後，鬼鬼吳映潔叫肖戰為「小寶」，肖戰稱呼吳映潔為「大寶」，「寶寶cp」正式上線。
案件中，肖戰扮演的「肖灑」一直痴戀鬼鬼，第二個部分裡，肖灑和鬼鬼成為了情侶，雖然兩人感情不錯，但是鬼鬼和張若昀還有著一段情，肖戰不僅調侃自己頭上有一片綠光，表情十分可愛。
其實肖戰參與的這一期案件很燒腦，這也是《明星大偵探》一直以來的風格，不過這次的案件難度又加大了，《北方慢車迷案》分為了三部分，三世情緣，肖灑一直想救回吳漂亮（鬼鬼），可謂是愛得深沉，不過，最後，肖灑深愛的女孩還是死在了他面前，爆笑三角戀也就此告終。
《明星大偵探》是一檔大型的明星推理類真人秀節目，至今已經出了五季，深受廣大觀眾的喜愛，肖戰加入之後和大家玩得很開心，雖然有時候憨憨的，但是關鍵時刻還是能找到線索的，和鬼鬼雖然組了cp，也保持了合適的距離，不過彈幕裡不乏不理智的粉絲對肖戰和鬼鬼的扮演身份不滿。鬼鬼很可愛，大家都很寵她，粉絲們還是理智點好，不要引戰。