プロの門を叩いた寺嶋氏でしたが、最高峰の舞台は厳しい現実を突きつけました。当時のロッテ捕手陣は田村龍弘選手や吉田裕太選手ら実力派の同年代が台頭していた時期であり、1軍の枠を掴み取るハードルは極めて高かったのです。
ルーキーイヤーの2015年に1軍初昇格を果たし、試合終盤の守備固めとして出場機会を得たものの、打席に立つ機会はありませんでした。その後はファームでの実戦が中心となり、2軍では長打力をアピールしたものの、度重なるコンディション不良や送球面の課題に直面。激しい正捕手争いの中で確固たるポジションを築くことができませんでした。
寺嶋氏のプロ通算成績は1試合出場・0打席。入団からわずか3年後の2017年秋、球団から戦力外通告を言い渡されます。合同トライアウトへの参加なども模索されたものの、自身の限界と将来を冷静に見つめ直した結果、25歳という若さでユニフォームを脱ぐ決断を下しました。