1997–2000: theaudience und Erfolg mit Groovejet

Ab Ende der 1990er Jahre war Ellis-Bextor Sängerin der Band theaudience, mit der sie sich mehrmals in den britischen Charts platzieren konnte. Nach deren Auflösung arbeitete sie als Model, konzentrierte sich aber danach wieder auf die Musik und so entstand im Jahr 2000 in Zusammenarbeit mit dem italienischen DJ Spiller die Single Groovejet (If This Ain't Love), die im August 2000 an die Spitze der britischen Singlecharts stürmte.

2001–2003: Read My Lips

Danach gelang es Ellis-Bextor, sich eine erfolgreiche Solokarriere aufzubauen. Mit ihrer ersten Single Take Me Home (2001), einer Coverversion des gleichnamigen Hits von Cher aus dem Jahr 1979, gelang ihr der Sprung auf Platz 2 der britischen Charts. Auch mit den beiden Nachfolge-Singles Murder on the Dancefloor und Get over You erreichte sie jeweils Platz 2 und Platz 3 der UK-Charts. Murder on the Dancefloor entwickelte sich 2002 auch zu einem internationalen Hit und platzierte sich unter anderem in den Top 20 der deutschen Single-Charts. Für ihr Debüt-Album Read My Lips arbeitete sie mit vielen Musikgrößen zusammen, wie mit dem US-amerikanischen Musiker Moby, Alex James (Bassist von Blur) oder Gregg Alexander (ehemaliger Sänger der New Radicals). Letzterer war auch ihr Haupt-Produzent und Co-Autor. Das Album wurde von Kritikern sehr gelobt. 2002 folgte daraufhin eine vierte Single Music Gets the Best of Me, die es bis auf Platz 14 der UK-Single-Charts schaffte. Parallel dazu startete Sophie Ellis-Bextor ihre erste Tour, die sie auch zu vier Auftritten nach Deutschland führte.

2003–2004: Shoot from the Hip

Mit ihrem 2003 veröffentlichten zweiten Album Shoot from the Hip konnte Ellis-Bextor, trotz guter Kritiken, nicht an den kommerziellen Erfolg ihres Debüts anknüpfen. Die beiden ausgekoppelten Singles Mixed Up World und I Won't Change You erreichten dennoch die Top 10 der britischen Charts. In Deutschland konnten sich beide Singles hingegen nicht hoch in den Charts platzieren.

2004–2006: Pause

Nach der Geburt ihres ersten Sohnes am 23. April 2004 legte die Sängerin eine längere Pause ein. Sie war lediglich unter dem Pseudonym Mademoiselle E.B. auf dem Club-Hit Circles (Just My Good Time) von Busface zu hören. Der Song erschien im März 2005 als Single, konnte sich aber nicht in den britischen Charts platzieren.

2007–2011: Trip The Light Fantastic

Anfang 2007 erschien mit Catch You die erste Single aus Ellis-Bextors drittem Album Trip the Light Fantastic. Die Single wurde nur in Großbritannien veröffentlicht und erreichte Platz 8 der Single-Charts. Die zweite Singleauskopplung Me and My Imagination war hingegen weitaus weniger erfolgreich und schaffte es lediglich auf Platz 23. Trip the Light Fantastic, veröffentlicht im Mai 2007, erreichte Platz 7 der Charts für eine Woche. In Deutschland erschien Trip the Light Fantastic ebenfalls im Mai 2007. Auch dieses Album wurde von den Kritikern positiv bewertet. Die dritte Single Today the Sun's on Us wurde im August 2007 erneut nur in Großbritannien veröffentlicht und erreichte Platz 64 in den UK Single-Charts. Die Trip the Light Fantastic Tour sollte im Herbst 2007 anlaufen, wurde allerdings auf Ende 2007 verschoben. Als sie ein Angebot bekam, mit Take That zu touren, verschob sich ihre eigene Tour erneut auf Anfang 2008. Ende 2007 erschien Today the Sun's on Us sogar in Deutschland. Anfang 2008 entschied man sich in Spanien mit If I Can't Dance eine vierte Single zu veröffentlichen. If I Can't Dance war in Spanien kurzzeitig sehr erfolgreich.

2011–2013: Make a Scene

Nach Trip the Light Fantastic war lange Zeit ein Greatest-Hits-Album als Nachfolger im Gespräch, Ellis-Bextor bestätigte dies Ende 2007 auch auf ihrer offiziellen Webseite. Im April 2008 gab sie bekannt, dass sich ihre Pläne geändert hätten: Das Greatest-Hits-Album werde erst 2011 erscheinen, sie habe sich nun endgültig entschieden, zuerst ein viertes, neues Album zu veröffentlichen. Im Juni 2008 veröffentlichte sie auf MySpace mit Heartbreak (Make Me a Dancer) und Off & On zwei brandneue Songs. Beide waren im Gespräch, die erste Single des neuen Albums zu werden. Nach einiger Zeit wurde dies allerdings dementiert, da beide Songs nur als Promotion dienten.

Das vierte Album wurde daraufhin mehrere Male verschoben. Ende November gab Ellis-Bextor bekannt, dass sie zum zweiten Mal schwanger sei. Am 7. Februar 2009 brachte sie ihren zweiten Sohn zur Welt. Im Juni 2009 gab Sophie Ellis-Bextor in einem Interview bekannt, dass das vierte Album zu drei Vierteln fertig sei, und sie, abgesehen von Heartbreak (Make Me a Dancer), an einem weiteren Song zusammen mit dem britischen DJ-Duo Freemasons arbeite. Im Dezember 2009 gab sie bekannt, dass das Album fertiggestellt sei.

Die erste Single Bittersweet erschien am 3. Mai 2010 in Großbritannien und erreichte dort Platz 25 der Singlecharts. Vorab war Ellis-Bextor in zahlreichen Radio-Stationen zu Gast und absolvierte auch mehrere Live-Auftritte im britischen Fernsehen. Das Album wurde zuerst mit Make a Scene betitelt und dann im März umbenannt. Der offizielle Titel lautete nun Straight to the Heart (deutsch: Direkt ins Herz) und erschien im Herbst 2010, davor eine zweite Singleauskopplung. Insgesamt 12 Songs sind auf der europäischen Version des Albums enthalten, die UK-Edition enthält erneut Bonustracks. Auf der Maxi-CD zu Bittersweet ist ein weiterer Song namens Sophia Loren enthalten, der Anfang 2009 ursprünglich die erste Single sein sollte. Bittersweet ist erneut in Zusammenarbeit mit Freemasons entstanden. Außerdem veröffentlichte Sophie Ellis-Bextor im Mai 2010 den Song Can't Fight This Feeling im Duett mit dem französischen DJ Junior Caldera. Dieser Song wird aber Bestandteil des neuen Albums von Junior Caldera sein und nicht auf Make A Scene erscheinen. Der 2008 im Internet aufgetauchte Song Off & On ist ebenfalls auf dem neuen Album enthalten, sowie ein Song namens Revolution. Off & On war im Gespräch, die zweite Single zu werden, was Sophie Ellis-Bextor aber erst nachträglich revidierte. Die zweite Single des Albums war Not Giving Up on Love, eine Kollaboration mit dem niederländischen DJ Armin Van Buuren und wurde am 20. August 2010 veröffentlicht. Danach wurde das Album erneut verschoben. Außerdem wurde Ende 2010 bekannt, dass Can't Fight This Feeling doch auf Make A Scene erscheinen wird. Im Juni 2011 erschien die vierte Auskopplung Starlight. Im Juli 2011 wurde Make A Scene veröffentlicht, das jedoch in den britischen Charts nicht auf die vorderen Plätze gelangte. Aufgrund des Misserfolges beendete ihr Plattenlabel Universal den Vertrag.

2013–2014: Wanderlust

2013 erschien die erste Auskopplung Young Blood für ihr fünftes Studioalbum Wanderlust, das im Januar 2014 erschien. Mit Wanderlust erreichte Ellis-Bextor erstmals wieder einen kommerziellen Erfolg.

Im Jahr 2014 folgten mit Runaway Daydreamer, Love is a Camera und The Deer and the Wolf weitere Singleauskopplungen. Außerdem ging sie im gleichen Jahr auf die Wanderlust-Tour, die sie durch Großbritannien führte. Wanderlust erreichte Platz 4 der UK-Album-Charts.

2014–2016: Familia

Am 28. Januar 2015 gab Sophie Ellis-Bextor über Instagram bekannt, an ihrem sechsten Studioalbum zu arbeiten. Dieses erschien am 2. September 2016. Als Singles wurden Come with Us, Crystallise,Wild Forever und Death of Love ausgekoppelt. Keine der Singles konnte sich in den Charts platzieren. Das Album erreichte Platz 12 der UK-Album-Charts. Ebenfalls begab sie sich von 2016 bis 2017 auf die Familia Tour, die sie durch England führte.

2017–2019: The Song Diaries

Im November 2017 gab Ellis-Bextor bekannt, an ihrer ersten Greatest Hits Platte zu arbeiten. Im Februar 2018 verkündete sie den Albumtitel, welcher The Song Diaries heißt. Außerdem gab sie bekannt, dass ihre Hits mit einem Orchester eingespielt werden. Im August 2018 erschien mit Love is You die erste Single. Im November 2018 wurden die Orchesterversionen von Take Me Home, Murder on The Dancefloor und A Pessimist is Never Disappointed als Singles ausgekoppelt. Ebenfalls erschien im November ein Musikvideo zu Take Me Home als Orchester Disco Version. Das Album erschien am 15. März 2019 und erreichte Platz 14 der UK-Album-Charts. Im Juni 2019 ging sie auf Tour mit ihrer Band, um das Album zu promoten. Im Sommer des gleichen Jahres unterstützte sie Kylie Minogue auf ihrer Kylie Summer Tour 2019.