Khi được phát hành lần đầu thông qua hệ thống iTunes dưới dạng "Bài hát của tuần" vào ngày 16 tháng 6 năm 2007, bài hát mở đầu tại vị trí thứ 100 trên Billboard Hot 100 trong vài tháng sau đó. Tiếp sau lần xuất hiện của cô trên một đoạn quảng cáo truyền hình của Rhapsody, mà ở đó cô trình diễn bài hát "Love Song", bài hát nhảy thẳng từ vị trí thứ 72 lên vị trí thứ 16 trên Hot 100 và từ vị trí thứ 32 lên vị trí thứ 5 trên Hot Digital Songs.[5]

Trong tuần lễ đầu tiên của năm 2008, bài hát nhảy đến vị trí thứ 9 trên Hot 100, giữ vững trong vòng 4 tuần không liên tiếp, trước khi đạt đến vị trí thứ 4. Cho dù không thể đạt đến top 3, "Love Song" vẫn có 20 tuần trụ trong top 10 và đạt chứng nhận 3x Bạch kim bởi RIAA.[6] Tính đến tháng 4 năm 2014, đĩa đơn này đạt ngưỡng 3,717,000 bản tại Hoa Kỳ.[7]

Bài hát này mở đầu tại vị trí thứ 30 và sau cùng đạt đến vị trí thứ 4 tại UK Singles Chart. Bài hát cũng mở đầu tại vị trí thứ 100 trên Canadian Hot 100 trong tuần lễ ngày 31 tháng 1 năm 2008 và đạt đến vị trí đầu bảng trong tuần lễ ngày 29 tháng 3 năm 2008. Tại Úc, "Love Song" đạt đến vị trí thứ tư trong tuần lễ thứ 9 xuất hiện tại đó. Tại New Zealand, bài hát đạt đến vị trí thứ 7 trên Top 40 Singles Chart và giữ ngôi Quán quân trên Radio Airplay trong vòng 6 tuần lễ. Đây cũng là bài hát được chơi nhiều nhất năm 2008 trên các trạm phát thanh tại đó. Tại Tây Ban Nha, bài hát mở đầu tại vị trí thứ 33 và từ đó đạt đến vị trí thứ 13.

Bài hát còn được liệt trong danh sách tổng sắp cuối năm của Billboard Hot 100 tại vị trí thứ 7 và ngôi đầu bảng trên Billboard Hot Adult Contemporary Tracks và Hot Adult Top 40 Tracks.