Gomez zenei karrierje akkor kezdődött, amikor 2007-ben felvette a "Wizards of Waverly Place" filmzene főcímdalát. Ezután lemezszerződést írt alá a Hollywood Records kiadóval, és 2009-ben kiadta debütáló albumát "Kiss &Tell" címmel, amely kereskedelmi sikert aratott.
Későbbi albumai, köztük az „A Year Without Rain” (2010), a „When the Sun Goes Down” (2011) és a „Stars Dance” (2013), sikeres énekesnővé tették. Az évek során számos előadóval dolgozott együtt, mint például Justin Bieberrel, Zedddel és Marshmelloval, és számos slágert adott ki.
Szólókarrierje mellett Gomez számos zenei együttműködésben vett részt, és ügyvezető producerként dolgozott néhány filmje hangsávjánál. Zenei karrierje a színészi karrierjével párhuzamosan nőtt, továbbra is új zenéket ad ki és énekesként lép fel.