2008年10月16日，邓紫棋发行个人首张录音室EP《G.E.M.》，收录了包括《Where Did U Go》《睡公主》在内的3首粤语歌曲和2首普通话歌曲。为了宣传该EP，邓紫棋随即在香港铜锣湾举行四场街头秀，并于11月21日举行音乐会《G.E.M. Backstage Live》。凭借该EP，邓紫棋获得叱咤乐坛流行榜“叱咤乐坛生力军女歌手奖(金奖)”，成为该奖项的首位未成年得奖者。此外，她还获得十大劲歌金曲“最受欢迎女新人奖(金奖)”和第31届十大中文金曲“最有前途新人奖(银奖)”，并通过年度销售数据获得IFPI香港唱片销量大奖“最畅销本地女新人奖”。

2009年3月，邓紫棋与陈伟霆联袂主演喜剧电影《爱出猫》。10月27日，在中国香港发行个人首张录音室专辑《18》，标准版收录了《A.I.N.Y.》《Mascara》《想讲你知》等12首歌曲。邓紫棋凭借该专辑获得IFPI香港唱片销量大奖“十大销量本地歌手奖”。11月20日至22日，在香港九龙湾国际展贸中心举行三场《邓紫棋“18 Live”演唱会》。12月，在加拿大多伦多举行个人首场海外音乐会。

2010年5月14日，邓紫棋在中国台湾发行录音室专辑《18》。6月24日，在北京壹空间举办专辑《18》内地版的发布会。6月27日，专辑《18》在中国内地进行无线首发。7月30日，与Mr.举行《拉阔音乐擂台》音乐会。8月13日，在中国澳门举行演唱会《G.E.M. Live in Macau》。10月22日，接受吉卜力工作室邀请，为日本动画电影《借东西的小人阿莉埃蒂》填词并演唱粤语版主题曲《亚莉亚蒂之歌》。10月29日，发行录音室专辑《My Secret》，收录了《我的秘密》《寂寞星球的玫瑰》《Good to Be Bad》等10首歌曲;专辑实体版本发行后，在香港三大唱片店专辑周销量榜上获得冠军，并在上市一周获得白金唱片的成绩。邓紫棋凭借该专辑获得IFPI香港唱片销量大奖“十大销量本地歌手奖”。

2011年，邓紫棋启动个人主题巡演《邓紫棋"Get Everybody Moving"世界巡回演唱会》;其中，在香港体育馆共举行五场，因此成为首位登上香港体育馆开唱的90后女歌手。该轮巡演除了在中国广东及港澳地区举行，还登陆澳大利亚、加拿大、美国等地。2012年3月，代表香港参加三场以“亚洲三角”为主题的巡回演唱会《Asia Music Connection》。6月27日，参加在香港机场博览馆举办的iTunes Live演出，与杰森·玛耶兹合唱歌曲《Lucky》，该版本由邓紫棋重新编曲及填词。7月5日，推出录音室专辑《Xposed》，收录了《泡沫》《Someday I’ll Fly》《What Have U Done》等10首歌曲，成为首位在苹果线上音乐商店iTunes进行网络首发专辑的华人女歌手。为了配合专辑宣传，她随即在中国台湾举行《邓紫棋“Xposed”台北音乐会》。该专辑发行后，登上香港iTunes热门专辑榜第一名，并在亚洲13个国家和地区的iTunes商店登上首页;专辑实体版本连续2周在香港唱片商会销量榜上获得冠军。邓紫棋凭借该专辑提名第24届台湾金曲奖“最佳国语女歌手奖”，并获得IFPI香港唱片销量大奖“全年最高销量国语唱片奖”和“全年最高销量本地女歌手奖”。此外，专辑歌曲《What Have U Done》成为该年度香港四台冠军歌之一。

2013年3月3日，邓紫棋获得香港演艺人协会颁发的演艺人杰出表现奖“音乐杰出表现女歌手奖”。3月27日，推出个人首张精选专辑《The Best Of G.E.M. 2008-2012》。凭借香港HMV唱片店渠道的年度销售数据，专辑实体版本成为年度销量冠军;此外，该专辑于翌年通过索尼音乐在中国内地发售，首日出货量超过10万张。4月，启动个人主题巡演《邓紫棋“X.X.X.”世界巡回演唱会》;该轮巡演历时两年，覆盖全球49个城市、共举行73场，吸引近80万人次观看。其中，中国内地巡演的收官站在北京工人体育场举行，同时采用全网现场直播的方式，共吸引48万名观众在线付费观看。10月9日，作为中国歌手代表担任《2013亚洲音乐节》的表演嘉宾。同月，以现场钢琴录音形式推出系列作品《Live Piano Session》。

2014年1月至4月，邓紫棋作为“首发歌手”参加湖南卫视歌唱真人秀节目《我是歌手第二季》，在常规赛中获得四次单期冠军，最终获得总决赛亚军。3月31日，获得第27届美国儿童选择奖“最受欢迎亚洲艺人奖”。5月4日，名列《2014福布斯中国名人榜》第91位。7月10日，为电影《后会无期》演唱的同名主题曲《后会无期》首发上线。8月15日，推出改编单曲《喜欢你》。9月17日，提名MTV欧洲音乐奖“中国大陆及香港地区最佳艺人奖”。9月20日，在中央电视台综合频道制作的青年电视公开课节目《开讲啦》中担任主讲人。9月29日，发布改编单曲《龙卷风》。12月26日，获得新城劲爆颁奖礼“全球劲爆歌手奖”。12月27日，推出与林俊杰合作演唱的歌曲《手心的蔷薇》。12月30日，获得第15届华语音乐传媒大奖“年度艺人奖”。此外，据在线音乐平台“酷狗音乐”的年度数据报告公示，她的歌曲于该平台的年度点播量达98亿次。

2015年2月18日，邓紫棋参加《2015年中央电视台春节联欢晚会》，弹唱歌曲《多远都要在一起》。同月，提名《中国新闻周刊》评选的“影响中国2014年度人物”。4月13日，获得第15届音乐风云榜“最佳流行演唱人奖”。5月12日，名列《2015福布斯中国名人榜》第11位。5月19日，加盟深圳卫视真人秀节目 《极速前进第二季》。同月，担任公告牌中国电台访谈栏目《明星大声量》的受访嘉宾。8月7日，在好莱坞动画电影《白马王子》中担任角色“睡公主”的配音演员，并与艾薇儿·拉维尼、阿什丽·提斯代尔合作演唱主题曲《Trophy Boy》。8月15日，担任浙江卫视音乐节目《中国好声音第四季》的梦想导师。8月31日，在瑞士阿尔卑斯山脉少女峰举办音乐会。此外，她还在美国公告牌纽约总部接受了专访。11月6日，全亚洲发行录音室专辑《新的心跳》，收录了《多远都要在一起》《再见》《来自天堂的魔鬼》等10首歌曲;该专辑发行后，凭借销售量登上九个地区iTunes热门专辑榜冠军。邓紫棋凭借该专辑获得第6届全球流行音乐金榜、2016QQ音乐巅峰盛典等音乐典礼颁发的“年度最佳女歌手奖”;该专辑则获得中华音乐人交流协会“年度十大专辑奖”、IFPI香港唱片销量大奖“全年最高销量国语唱片奖”，并提名第27届台湾金曲奖“最佳演唱录音专辑奖”。12月26日，获得公告牌中国电台授予的“Billboard Radio China年度艺人”称号。

2016年1月5日，邓紫棋入选福布斯发布的《全球30岁以下最具潜力30名杰出音乐人》榜单。2月25日，入选福布斯发布的《亚洲30岁以下青年领袖榜》榜单。5月，以现场钢琴录音形式推出系列作品《Live Piano Session Ⅱ》，其中包括《画》《给你的歌》等3首歌曲。7月6日，参加江苏卫视EDM电子音乐真人秀节目《盖世英雄》。7月11日，获得“世界杰出华人青年大奖”，并推出音乐单曲《红蔷薇白玫瑰》。9月，入选美国时尚杂志《Paper》发布的《1000位美丽人物》榜单。9月30日，发行写真集《25 LOOKS》，并推出同名混音EP《25 LOOKS》。为了配合宣传，她还在北京举办个人展览《邓紫棋“25面”展》。凭借年度销售数据，该EP获得IFPI香港唱片销量大奖“全年最高销量国语唱片奖”。10月19日，获得第16届全球华语歌曲排行榜“最受欢迎女歌手奖”。11月6日，凭借公众票选数获得MTV欧洲音乐奖“中国内地及香港地区最佳艺人奖”。12月30日，创作并演唱美国科幻电影《太空旅客》的中国区主题曲《光年之外》;邓紫棋凭借该曲提名第17届CASH金帆音乐奖“最佳女歌手演绎奖”，并获得公告牌中国电台颁发的“年度华语十大金曲奖”。该曲MV还于2021年9月被吉尼斯世界纪录认证为“YouTube上观看次数最多的中文音乐视频”。

2017年1月，邓紫棋主演的音乐纪录电影《一路逆风》相继在中国和马来西亚上映，该片以真实记录的形式围绕邓紫棋出道的经历展开。1月27日，参加《2017年中央电视台春节联欢晚会》，在广西桂林分会场上与张信哲、黄婉秋合唱歌曲《歌从漓江来》。此外，她还演唱了歌曲《喜欢你》，于2月7日在春节特别节目《2017大美桂林》中播出。4月，启动个人主题巡演《邓紫棋“Queen of Hearts”世界巡回演唱会》;该轮巡演历时两年，共举行48场。其中，美国公告牌公示，其美国旧金山站的单场演出票房约97万美元。该巡演的中国台北站则二度加场，加演场次门票仍2分钟完售。此外，票务平台StubHub于翌年对2017年的全球演唱会市场数据进行统计，邓紫棋在全球巡演畅销歌手排行榜中位列第34名，并入选其发布的《全球十大巡演票房最畅销女歌手》榜单。5月27日，演唱的电视剧《上古情歌》片尾曲《桃花诺》首发上线。6月2日，演唱的电视剧《楚乔传》片尾曲《心之焰》首发上线。7月20日，获得2017MTV全球华语音乐盛典“最佳女歌手奖”。8月9日，获得2017华语金曲奖“年度艺人奖”。9月27日，出席美国杂志《福布斯》创刊100周年庆典并担任表演嘉宾。

2018年5月，邓紫棋坐镇爱奇艺音乐节目《中国新说唱2018》，担任明星制作人。6月25日，演唱的电影《阿修罗》主题曲《爱如意》首发上线。10月，漫画创作者斯坦·李以邓紫棋为原型推出中国女超级英雄形象“JEWEL”。10月6日，助阵学员艾热的总决赛合作舞台《攀登》播出。10月21日，以导师身份加盟东方卫视歌舞竞演节目《中国梦之声·下一站传奇》。11月4日，出席在美国航空航天局举行的“第7届科学突破奖”颁奖典礼，担任颁奖嘉宾和表演嘉宾，演唱歌曲《光年之外》。11月19日，入选英国广播公司(BBC)发布的《2018年全球最具影响力、最具启发力的100位女性》榜单。12月8日，凭借歌曲《倒数》获得第12届音乐盛典咪咕汇“年度最佳女歌手奖”。同年，为纪念其出道十周年，推出《另一个童话》《毒苹果》《睡皇后》在内的3张“音乐童话三部曲”系列录音室EP;其中，歌曲《那一夜》的MV由邓紫棋兼任MV监制、导演及演员。

2019年4月19日，邓紫棋正式成立个人工作室。4月23日，成立个人音乐厂牌“G Nation”。4月24日，加盟爱奇艺音乐节目《中国新说唱2019》，担任明星制作人并独立带队。6月29日，担任“第30届台湾金曲奖”颁奖典礼的表演嘉宾，演唱串烧歌曲《STREAMING》。8月20日，名列《2019福布斯中国名人榜》第77位。9月10日，《光年之外》MV在视频平台YouTube上突破2亿次播放量。10月20日，为蒂姆·米勒执导的电影《终结者：黑暗命运》创作并演唱中国区主题曲《Walk on Water》。12月9日，获得第1届腾讯音乐娱乐盛典“年度最佳港台女歌手奖”和“年度最受欢迎港台女歌手奖”。12月27日，发行录音室专辑《摩天动物园》，收录了《句号》《透明》《摩天动物园》等13首歌曲。专辑歌曲《句号》在中国港澳台地区、东南亚地区国家发布两天登上15个数位音乐榜冠军。专辑实体版本上市后，连续10周在台湾五大唱片周销量榜上获得冠军，累计进榜周数超过70周，并成为2019和2021年“五大年度金榜”女歌手销量冠军。邓紫棋凭借该专辑提名第31届台湾金曲奖“最佳国语女歌手奖”、“最佳作曲人奖”等五个奖项，并获得“评审团奖”;此外，她还获得第19届全球华语歌曲排行榜“最佳女歌手奖”、第43届十大中文金曲“最佳中文唱片女歌手奖”。

2020年3月，邓紫棋参加芒果TV乐队竞演节目《我们的乐队》。5月28日，以导师身份加盟腾讯视频音乐节目《明日之子第四季》。8月，入选美国商业杂志《Fast Company》中文授权版本《快公司》发布的《2020中国商业最具创意人物》榜单。10月1日，参加《2020年中央广播电视总台中秋晚会》，演唱歌曲《萤火》。10月8日，推出音乐单曲《孤独》。同月，担任东方卫视音乐竞演节目《中国梦之声·我们的歌第二季》的新声召集人。12月3日，《很久以后》MV登上台湾YouTube年度热门音乐影片榜单冠军。12月6日，获得2020Mnet亚洲音乐大奖“最佳亚洲艺人奖”。12月8日，入选福布斯亚洲推出的《亚太地区数字影响力明星榜》。12月21日，参加优酷剧式养成综艺节目《同一屋檐下》。同月，凭借年度串流收听数据成为音乐流媒体平台Spotify“全球最受欢迎华语女歌手”和“全球最多串流收听次数华语女歌手”、台湾音乐串流服务平台LINE MUSIC以及MyMusic的“最受欢迎女歌手”。

2021年2月8日，邓紫棋创作并演唱电影《刺杀小说家》的主题曲《平行世界》。4月1日，推出音乐单曲《超能力》。4月29日，担任爱奇艺青年励志综艺《青春有你第三季》的X导师。5月11日，接受《公告牌越南》的人物专访。8月4日，以导师身份加盟腾讯视频音乐节目《明日创作计划》。9月21日，担任《“湾区升明月”2021大湾区中秋电影音乐晚会》的表演嘉宾。11月17日，获得第28届东方风云榜“港台地区最佳女歌手奖”。11月30日，创作并演唱TVB电视剧《飞虎之壮志英雄》的主题曲《两个你》。12月3日，成为音乐流媒体平台Spotify“年度台湾最多串流收听次数女歌手”。此外，她还入选Spotify“EQUAL企划”所推广的《世界35名女性创作者》名单。同年，获得腾讯音乐娱乐盛典颁发的“年度最佳港台女歌手奖”和“年度最具影响力港台女歌手奖”。

2022年7月1日，邓紫棋为美国动画电影《小黄人大眼萌：神偷奶爸前传》演唱的片头曲《Bang Bang》随电影原声专辑《Minions:The Rise of Gru》正式推出。9月23日，发行的录音室专辑《启示录》在数位平台全面上线，收录了《GLORIA》《你不是第一个离开的人》《天空没有极限》等14首歌曲，并以音乐连续剧形式发布14集由其担任编剧及监制的MV。该专辑发行后，登上马来西亚iTunes热门专辑榜第一名。专辑歌曲《GLORIA》成为新加坡YES933音乐电台“年度顶尖100”冠军单曲。此外，凭借台湾五大唱片、光南大批发以及诚品音乐等渠道的年度销售数据，专辑实体版本获得女歌手年度销量冠军。邓紫棋凭借该专辑提名第34届台湾金曲奖“最佳专辑制作人奖”，并获得第1届浪潮音乐大赏“最佳女歌手奖”和“年度专辑奖”。9月28日，成为《公告牌中国》的封面人物。11月25日，获得第29届东方风云榜“港台地区最佳女歌手奖”。12月8日，演唱的动画《三体》片尾主题曲《面壁者》首发上线。12月9日，参加湖南卫视音乐节目《时光音乐会第二季》。

2023年1月16日，邓紫棋的YouTube频道累计观看次数突破20亿次。3月8日，入选腾讯音乐榜发布的《年度女性名单》。6月3日，获得2023hito流行音乐奖“最受欢迎女歌手奖”。7月10日，全球同步首发上线全西语录音室专辑《Revelación》。9月9日，加盟湖南卫视音乐节目《时光音乐会·老友记》。10月16日，获得新加坡第1届YES933潮流音乐盛典“年度歌手奖”。11月8日，《喜欢你》MV在视频平台YouTube上突破1亿次播放量，她因此成为首位在该平台拥有5首单曲MV点击破亿的华语歌手。11月26日，推出录音室EP《T.I.M.E.》。12月，启动个人主题巡演《邓紫棋“I AM GLORIA”世界巡回演唱会》;其中，在广东奥林匹克体育中心体育场连续举行三场。12月8日，凭借年度串流收听数据成为音乐流媒体平台Spotify“全球最多串流收听次数华语女歌手”，并在其统计的《Spotify台湾上线十年：最高人气歌手》中位列第2名。