Η μουσική καριέρα της Gomez ξεκίνησε όταν ηχογράφησε το θεματικό τραγούδι για το soundtrack «Wizards of Waverly Place» το 2007. Στη συνέχεια υπέγραψε δισκογραφική συμφωνία με τη Hollywood Records και κυκλοφόρησε το ντεμπούτο της άλμπουμ «Kiss &Tell» το 2009, το οποίο γνώρισε εμπορική επιτυχία.
Τα επόμενα άλμπουμ της, συμπεριλαμβανομένων των «A Year Without Rain» (2010), «When the Sun Goes Down» (2011) και «Stars Dance» (2013), την καθιέρωσαν περαιτέρω ως επιτυχημένη τραγουδίστρια. Με τα χρόνια, συνεργάστηκε με διάφορους καλλιτέχνες, όπως ο Justin Bieber, ο Zedd και ο Marshmello, και κυκλοφόρησε πολλά σινγκλ επιτυχιών.
Εκτός από τη σόλο καριέρα της, η Gomez έχει συμμετάσχει σε πολλές μουσικές συνεργασίες και υπηρέτησε ως εκτελεστικός παραγωγός για soundtracks ορισμένων από τις ταινίες της. Η μουσική της καριέρα έχει αναπτυχθεί παράλληλα με την καριέρα της στην υποκριτική και συνεχίζει να κυκλοφορεί νέα μουσική και να παίζει ως τραγουδίστρια.