Kariera muzyczna Gomez rozpoczęła się od nagrania piosenki przewodniej do ścieżki dźwiękowej „Wizards of Waverly Place” w 2007 roku. Następnie podpisała kontrakt płytowy z Hollywood Records i w 2009 roku wydała swój debiutancki album „Kiss &Tell”, który odniósł komercyjny sukces.
Jej kolejne albumy, w tym „A Year Without Rain” (2010), „When the Sun Goes Down” (2011) i „Stars Dance” (2013), ugruntowały jej pozycję jako piosenkarki odnoszącej sukcesy. Przez lata współpracowała z różnymi artystami, takimi jak Justin Bieber, Zedd i Marshmello, i wydała wiele hitowych singli.
Oprócz kariery solowej Gomez brała udział w kilku projektach muzycznych i była producentem wykonawczym ścieżek dźwiękowych do niektórych swoich filmów. Jej kariera muzyczna rozwijała się równolegle z karierą aktorską, a ona nadal wydaje nową muzykę i występuje jako piosenkarka.