2007 - 2010: Ra mắt chính thức và Tug on War

Sau khi tốt nghiệp, Jepsen đã có một số công việc với mức lương ổn định, với công việc pha chế đồ uống kiêm phục vụ tại một quầy bar.[9] Jepsen đã luyện tập, nài dũa kỹ năng sáng tác của cô với một cây đàn guitar mà cha mẹ cô đã tặng. Trong năm 2007, quyết định theo đuổi sự nghiệp ca hát bắt đầu với việc than gia cuộc thi Thần tượng Âm nhạc Canada (Canadian Idol).[9] Cô giành giải ba trong chương trình tham gia tour diễn Canada Idol Top 3. Sau khi kết thúc tour diễn, Jepsen trở lại British Columbia để tập trung vào việc viết, thu âm và hoàn thành ban nhạc của mình. Bản demo của cô thu hút sự chú ý của quản lý Jonathan Simkin và đã ký hợp đồng với cô.[10] Jepsen thực hiện một hợp đồng thu âm độc quyền với MapleMusic Recordings và phân phối qua Fontana North.

Vào tháng 6 năm 2008, Jepsen phát hành đĩa đơn đầu tay của cô và một đĩa đơn khác là một bản cover ca khúc "Sunshine on My Shoulders" của John Denver.[11] Album đầu tay của Jepsen, "Tug of War" đã được phát hành vào tháng 9 năm 2008 thông qua MapleCore / Fontana North. Album được sản xuất hoàn toàn bởi Ryan Stewart, bao gồm cả bài hát "Sweet Talker" mà Jepsen đã thử giọng trong buổi đầu tiên của Canadian Idol.[12] "Tug of War" được phát hành lại qua nhãn 604 Records của Jonathan Simkin và phân phối qua Universal Music Group. Album đã bán được 10.000 bản tại Canada (theo Nielsen SoundScan).[10] Ca khúc chủ đề "Tug of War" được phát hành cùng tháng với album và nhận được đề nghị phát sóng trên radio tại Canada, tiếp đến là hai đĩa đơn "Bucket" và "Sour Candy", song tấu với Josh Ramsay của Marianas Trench. Hai đĩa đơn đã đạt vị trí 40 trên bảng xếp hạng Canada Hot 100.[13] Vào đầu năm 2009, Jepsen tham gia lưu diễn miền tây Canada với Marianas Trench và Shiloh.[14] Sau đó cô tham gia tủo diễn xuyên Canada với Marianas Trench, The New Cities và Mission District.

2011 - 2013: Thành công quốc tế với Curiosity và Kiss

Jepsen thu âm cho album thứ hai của mình vào năm 2011 với Josh Ramsy, Ryan Stewart và Tavish Crowe, đồng sáng tác ca khúc "Call Me Maybe" với cô, phát hành tại Canada vào Tháng 9 năm 2011.[10] Vào tháng 1 năm 2012, ca sĩ nhạc pop người Canada, Justin Bieber, đã tweet về bài hát này với hàng triệu người theo dõi trên Twitter và trong tháng tiếp theo, bài hát đã xuất hiện trong một video virut, trong đó có Bieber, Selena Gomez và Ashley Tisdale cùng hát và nhảy múa theo ca khúc này.[10] Quản lý của Bieber, Scooter Braun đã ký hợp đồng thu âm với Jepsen cho nhãn hiệu thu âm của riêng mình, Schoolboy Records, và hãng thu âm Interscope Records. Cô vẫn ký hợp đồng với 604 Records ở Canada và giữ Jonathan Simkin làm quản lý cho cô.[10]

Việc phát hành album thứ hai của Jepsen đã được hoãn lại để "Call Me Maybe" phổ biến rộng rãi, mặc dù 604 Records đã phát hành EP "Curiosity" gồm sáu bài hát vào tháng 2 năm 2012 tại Canada. "Call Me Maybe" đứng ở vị trí số một trên Canadian Hot 100[10], giúp Jepsen trở thành nghệ sĩ Canada thứ tư đứng đầu bảng xếp hạng.[15] Tại Hoa Kỳ, đĩa đơn dành vị trí thứ một trong 9 tuần trên bảng xếp hạng Billboard Hot 100, đạt danh hiệu "Song of the Summer" từ tạp chí Billboard.[16] "Call Me Maybe" đứng đầu bảng xếp hạng ở 18 quốc gia, tại Vương quốc Anh, "Call Me Maybe" là đĩa đơn bán chạy thứ hai của năm.[17] Đây là đĩa bán chạy nhất năm 2012 trên toàn thế giới, theo Liên đoàn công nghiệp đĩa nhạc quốc tế (IFPI).[18]

Jepsen đã thu âm bản song ca "Good Time" với Own City được phát hành dưới dạng đĩa đơn vào tháng 6 năm 2012.[19] Bài hát đạt vị trí thứ tám trên bảng xếp hạng Billboard Hot 100 và đứng trước album thứ hai của Jepsen, "Kiss" được phát hành vào tháng 9 năm 2012 và đạt vị trí top 10 trên bảng xếp hạng tại Úc, Anh, và Mỹ.[13][20] "Kiss" có sự tham gia sáng tác và sản xuất của các nghệ sĩ Toby Gad, Matthew Koma, Bonnie McKee, Max Martin, Sara Quin (của Tegan and Sara), và Redfoo của LMFAO.[21] Album đã đạt chứng nhận vàng của Music Canada và đã bán được 289.000 bản ở Mỹ. Sự thất bại của album "Kiss" là do sự quá phổ biến của "Call Me Maybe". MTV Hive viết rằng "Kiss là album nhạc pop hay nhất của năm nhưng không ai lắng nghe nó".[22][23][24] Đĩa đơn tiếp theo "This Kiss" đã được phát hành vào tháng 9 năm 2012, theo sau là "Tonight I'm Getting Over You" vào tháng 1 năm 2013 nhưng không trở thành hit lớn.[23] Vào cuối năm 2012, Jepsen đã xuất hiện trong 90210 mùa 5 của CW và trở thành phát ngôn viên cho nhà bán lẻ quần áo Wet Seal.[25][26]

Jepsen đã nhận được giải "Ngôi sao mới nổi" tại Lễ trao giải Billboard Music 2012, cô là người Canada đầu tiên nhận được giải thưởng này.[27] Tại lễ trao giải Juno năm 2013, "Kiss" đã giành được giải "Album của năm" và "Album nhạc pop của năm"[28] và "Call Me Maybe" giành giải trong hạng mục "Đĩa dơn của năm". Đĩa đơn nhận được đề cử cho "Bài hát của năm" và giải "Pop Solo xuất sắc nhất" tại Lễ trao giải Grammy lần thứ 55.[29] Trong năm 2013, Jepsen đã trở thành phát ngôn viên cho thương hiệu quần áo/giày dép Candie's[30]. Vào tháng 6 năm 2013, "Kiss: The Remix", một album tổng hợp có chứa các bản remix của album "Kiss", được phát hành độc quyền tại Nhật Bản và đạt vị trí cao nhất 157 trên bảng xếp hạng Oricon.[31] Từ tháng 6 đến tháng 10, Jepsen bắt tay vào The Summer Kiss Tour để quảng bá cho "Kiss" lưu diễn tại Bắc Mỹ và Châu Á.

2014 - nay: Emotion, Emotion: Side B và các dự án khác

Album thứ ba của Jepsen dự kiến ​​sẽ ra mắt vào đầu năm 2014, nhưng cô tuyên bố rằng cô sẽ không vội vã ra mắt album và thay vào đó sẽ dành thời gian để đảm bảo chất lượng.[32]

Từ tháng 2 năm 2014, Jepsen nhận vai Cinderella trong phiên bản Broadway của Cinderella, Rodgers & Hammerstein’s Cinderella. Cô đóng vai trong mười hai tuần và đóng vai chính cùng với thành viên Fran Drescher.[33][34]

Trong năm 2014, Jepsen, cùng với Josh Ramsay và Tavish Crowe nhận giải thưởng Achievement Award tại lễ trao giải SOCAN Awards ở Toronto.[35]

Jepsen phát hành đĩa đơn đầu tiên của album thứ ba, "I Really Like You", vào tháng 3 năm 2015.[36] Cùng với một video âm nhạc, trong đó diễn viên Tom Hanks hát nhép và nhảy theo bài hát. Đĩa đơn đạt được vị trí 14 ở Canada và đạt được top 5 và top 40 tại Anh và Mỹ.[13][37] Tháng sau đó, Jepsen đã biểu diễn ca khúc "All That " trong Saturday Night Live và được phát hành trên các cửa hàng âm nhạc kỹ thuật số vào ngày hôm sau.[38] Album Emotion, đã được phát hành vào tháng 6 năm 2015 và đã nhận được những nhận xét tích cực. Album xuất hiện trên nhiều danh sách album cuối năm 2015.[39][40] Emotion đạt đỉnh ở vị trí thứ 8 tại Canada và ở vị trí thứ 16 trên US Billboard 200.[39] Album bao gồm các ca khúc hợp tác với Rostam Batmanglij (của Vampire Weekend), Sia Furler, Dev Hynes, Greg Kurstin và Ariel Rechtshaid.[41] Đĩa đơn thứ hai của album, "Run Away with Me", được phát hành vào tháng 7.[42]

Jepsen đã bắt tay vào "Gimmie Love Tour" để hỗ trợ quảng bá cho "Emotion", dọc theo bờ biển phía đông của Hoa Kỳ cũng như Nhật Bản vào tháng 11 năm 2015.[43] Cuối năm 2015, Jepsen đã tham gia vào một phiên bản mới của bài hát Bleachers "Shadow "- phát hành trong album biên soạn "Terrible Thrills, Vol. 2"[44] và phát hành một bản cover ca khúc "Last Christmas" của Wham!.[45] Jepsen đã diễn vai Frenchy trong Grease Live, chương trình truyền hình trực tiếp của Fox về nhạc Grease vào ngày 31 tháng 1 năm 2016.[46] Một công bố vào ngày 15 tháng 1 năm 2016 rằng một bài hát mới viết cho Jepsen được gọi là "All I Need Is an Angel" đã được thêm vào Grease Live. Nó được viết bởi Tom Kitt và Brian Yorkey.[47][48] Jepsen đã thu âm ca khúc chủ đề cho loạt phim Fuller House của Netflix, được công chiếu vào tháng 2 năm 2016.[49] Cũng trong năm 2016, Jepsen xuất hiện trong album đầu tiên của The Knocks 55.[50]

Carly được đề cử giải Fan Choice cho giải thưởng Juno năm 2016.[51]

Jepsen phát hành "Emotion: Side B" vào ngày 26 tháng 8 năm 2016. EP chứa 8 ca khúc được cắt từ "Emotion".[52] EP đã được đề cập trong nhiều danh sách cuối năm của các ấn phẩm như Rolling Stone, Pitchfork, Stereogum, The A.V. Club, MuuMuse.

Vào ngày 26 tháng 5 năm 2017, Jepsen phát hành đĩa đơn "Cut to the Feeling".[53] Bài hát ban đầu được dự định cho cả "Emotion" và "Emotion: Side B" nhưng cuối cùng lại được giữ lại và thay vào đó xuất hiện trong soundtrack của bộ phim hoạt hình Ballerina, trong đó Jepsen lồng tiếng cho một vai phụ.[53]