Győzelmüket követően a Little Mix aláírt a Syco Music-hoz, és kiadta debütáló kislemezét, a Wings-t, amely az Egyesült Királyság kislemezlistájának első helyén debütált, és platinalemez lett. 2012 novemberében kiadott debütáló albumuk, a DNA szintén az első helyet érte el az Egyesült Királyságban, és dupla platinalemezt kapott. Az album két további kislemezt készített, a "DNA"-t és a "Change Your Life-ot", amelyek mindketten bekerültek a legjobb tíz közé az Egyesült Királyságban.
2013-ban a Little Mix kiadta második albumát Salute címmel. Az album a negyedik helyen debütált a brit albumlistán, és arany minősítést kapott. Négy kislemezt készített, köztük a vezető kislemezt, a "Move"-t, amely a harmadik helyet érte el a brit kislemezlistán. A következő évben a csoport kiadta harmadik albumát Get Weird címmel. Az album a második helyen debütált az Egyesült Királyság albumlistáján, és platinalemez lett. Négy sikeres kislemezt produkált, köztük a vezető kislemezt, a „Black Magic”-et, amely az Egyesült Királyság első helyére került.
2016-ban a Little Mix kiadta negyedik albumát Glory Days címmel. Az album a brit albumlista első helyén debütált, és dupla platinalemezt kapott. Számos slágert készített, köztük a "Shout Out to My Ex"-t, amely az Egyesült Királyság első helyére került. Az albumot a 2017-es Brit Awards-on az év brit albuma díjra is jelölték.
2018-ban a Little Mix kiadta ötödik albumát, az LM5-öt. Az album a harmadik helyen debütált a brit albumlistán, és arany minősítést kapott. Számos slágert készített, köztük a "Woman Like Me"-t, amely a második helyet érte el az Egyesült Királyságban.
2020-ban a Little Mix kiadta hatodik albumát Confetti címmel. Az album a második helyen debütált az Egyesült Királyság albumlistáján, és ezüst minősítést kapott. Számos slágert készített, köztük a Break Up Song vezető kislemezt, amely a második helyet érte el az Egyesült Királyságban.
2020 decemberében Jesy Nelson mentális egészségügyi okokra hivatkozva bejelentette távozását a Little Mix-től. A csoport maradék három tagja trióként folytatta, és 2021-ben kiadták hetedik albumukat Between Us címmel.
Pályafutásuk során a Little Mix több mint 60 millió lemezt adott el világszerte. Számos díjat nyertek, köztük négy Brit Awardot, két MTV Europe Music Awardot és egy American Music Awardot. 2021-ben minden idők 20. legsikeresebb brit kislemez-előadói közé sorolták őket, 2022-ben pedig ők lettek az első lánycsapat, amelynek öt első számú albuma van a brit albumlistán.