2004年，获得华纳唱片《闪亮之星大学生歌手选拔赛》全国总冠军 。次年，参加湖南卫视娱乐节目《2005超级女声》后正式出道 。2006年，发行首张音乐专辑《The One》，凭该专辑获得第6届中国金唱片奖通俗类女演员奖 。2007年，成为继崔健后、第二位在美国举行售票个唱的中国内地歌手 。2008年，出席日本政府为中国国家主席国事访问日本而举行的国宴，演唱歌曲《印象西湖雨》 。2009年，演唱的歌曲《画心》获得第28届香港电影金像奖最佳原创电影歌曲奖 。2010年，成为首位亮相格莱美颁奖典礼的华人歌手 。2011年，音乐专辑《改变》获得国际唱片业协会IFPI双白金唱片认证 。2012年，获得香港十大中文金曲全国最佳女歌手奖。2014年，音乐专辑《第七感》与时尚杂志《时尚芭莎》合作，成为华语乐坛首张跨界高端时尚的唱片。
2015年，作为好莱坞史上首位亚洲歌手演唱美国科幻电影《终结者：创世纪》全球主题曲《Fighting Shadows》 。2016年，推出与汀巴兰德合作的英文单曲《Dust My Shoulders Off》，该曲登陆美国四大广播电视网NBC、CBS、ABC、FOX播出，在美国辐射人次超过2亿 。2017年，作为维密史上首位亚洲歌手登上全球190余个国家播出的《2017维多利亚的秘密时尚秀》 。2018年，英文单曲《808》登上美国公告牌《Billboard Hot Dance/Electronic Songs TOP50》榜单。2019年，发行全英文专辑《Past Progressive》。