La carriera musicale di Gomez è iniziata quando ha registrato la sigla per la colonna sonora di "Wizards of Waverly Place" nel 2007. Ha poi firmato un contratto discografico con la Hollywood Records e ha pubblicato il suo album di debutto "Kiss &Tell" nel 2009, che è stato un successo commerciale.
I suoi album successivi, tra cui "A Year Without Rain" (2010), "When the Sun Goes Down" (2011) e "Stars Dance" (2013), l'hanno ulteriormente affermata come cantante di successo. Nel corso degli anni ha collaborato con vari artisti, come Justin Bieber, Zedd e Marshmello, e ha pubblicato numerosi singoli di successo.
Oltre alla sua carriera da solista, Gomez è stata coinvolta in numerose collaborazioni musicali ed è stata produttrice esecutiva delle colonne sonore di alcuni dei suoi film. La sua carriera musicale è cresciuta parallelamente alla sua carriera di attrice e continua a pubblicare nuova musica e ad esibirsi come cantante.