2009-2011: Lights and Bright Lights
Antes del lanzamiento de su álbum de debut, Goulding ganó la encuesta BBC Sound of 2010, que muestra las principales opciones de la industria musical para las estrellas emergentes. También ganó el Premio de la Crítica en los Brit Awards 2010, convirtiéndose en la segunda artista en ganar ambos en el mismo año.Goulding coescribió «Love Me ‘Cause You Want To» para el segundo álbum de Gabriella Cilmi, Ten, y tres canciones («Remake Me + You», «Notice», «Jumping into Rivers») para el álbum debut de Diana Vickers, Songs from the Tainted Cherry Tree. Su canción «Not Following» fue utilizada por la cantante alemana Lena en su álbum de debut My Cassette Player. Goulding apareció en el sencillo «Wonderman» del rapero Tinie Tempah, de su álbum de estudio debut Disc-Overy (2010).
El álbum de debut de Goulding, Lights, se publicó en marzo de 2010 y alcanzó el número 1 en la lista de álbumes del Reino Unido y el número 6 en la lista de álbumes de Irlanda. Sus singles «Starry Eyed», «Guns and Horses» y «The Writer» alcanzaron los números 4, 26 y 19. En junio de 2012, el álbum había vendido más de 850.000 copias en el Reino Unido y 1,6 millones de copias en todo el mundo. En agosto de 2010, lanzó un segundo EP, Run into the Light, que contenía remezclas de canciones de Lights. El álbum contó con el apoyo de Nike y se publicó a través de Polydor como banda sonora para correr, en un esfuerzo por conseguir que su música fuera adoptada por la subcultura del running. En noviembre de 2010, Lights se reeditó con el nombre de Bright Lights, con seis temas nuevos. En un principio se anunció que el single principal de Bright Lights sería la nueva edición de la canción principal, con un lanzamiento previsto para el 1 de noviembre de 2010. Este plan se desechó finalmente para permitir que su versión de «Your Song» de Elton John se lanzara junto con el anuncio de Navidad de John Lewis en el Reino Unido en 2010. El single se convirtió en su segundo más alto hasta la fecha, alcanzando el número 2 en la lista de singles del Reino Unido. También se colocó en las listas de algunos países europeos. En enero de 2011, se anunció que la canción principal de Lights serviría como segundo sencillo de Bright Lights. «Lights» alcanzó el número 49 en la lista de singles del Reino Unido, al tiempo que se convirtió en la primera canción de Goulding que se colocó en la lista de éxitos en Estados Unidos, así como en su canción más alta hasta la fecha, alcanzando el número 2 en el Billboard Hot 100 en agosto de 2012.
Goulding realizó una gira en apoyo de Lights y fue telonera de Passion Pit en marzo de 2010 y de John Mayer durante su gira británica en mayo de 2010. Durante el verano actuó en varios festivales. El 29 de mayo actuó en el Dot to Dot Festival de Bristol. El 25 de junio actuó en el escenario John Peel del Festival de Glastonbury 2010. Su tercer EP fue una grabación en directo de parte de su actuación en el iTunes Festival 2010. El set completo se incluyó finalmente como contenido extra en la versión de iTunes de Bright Lights. A principios de 2011, grabó una canción original para la película Life in a Day. En febrero de 2011, Ellie Goulding fue la número 5 de la lista anual de éxitos de Rolling Stone. En febrero de 2011, regresó a los Brit Awards, donde fue nominada a Mejor Mujer Británica y Mejor Acto Revelación Británico, pero perdió ante Laura Marling y ante Tinie Tempah.
En agosto y septiembre de 2010, Goulding fue telonera de U2 en la gira U2 360 Tour en Zúrich (dos noches), Múnich y Viena. También actuó en directo en el Festival de Música y Artes de Coachella Valley en abril de 2011. Debutó en la televisión estadounidense en el programa Jimmy Kimmel Live! el 7 de abril de 2011 interpretando «Starry Eyed». Apareció como invitada musical en el episodio 700 de Saturday Night Live, emitido el 7 de mayo de 2011 y presentado por Tina Fey. Actuó en la recepción de la boda del príncipe Guillermo y Kate Middleton el 29 de abril de 2011, e interpretó lo que recordó como «unas 14 canciones», incluida su versión de «Your Song».
Goulding colaboró con el artista y productor electrónico estadounidense Skrillex en una canción titulada «Summit», incluida en su EP de 2011 Bangarang. Viajó con Skrillex en su gira por SudaméricaCabeza de cartel en el Festival Wakestock 2011 en Gales, actuando el 8 de julio. En agosto, actuó en el V Festival por segundo año consecutivo.Tras la reedición de Lights y el lanzamiento del álbum en Estados Unidos, Goulding dijo que pronto comenzaría a trabajar en un segundo álbum de estudio con un lanzamiento previsto para septiembre de 2011.El 6 de agosto de 2011, actuó en Lollapalooza en Chicago. Actuó en el concierto anual del Premio Nobel de la Paz el 11 de diciembre de 2011 en Oslo, Noruega. El 1 de diciembre de 2011, actuó en la Casa Blanca durante la iluminación del Árbol Nacional de Navidad, junto a Big Time Rush y will.i.am. El 19 de septiembre de 2011, se anunció que sería la telonera de la gira California Dreams de Katy Perry, en sustitución de Jessie J debido a una lesión en el pie.
2012-2014: Halcyon y Halcyon Days
En 2012, Goulding apareció en «Fall into the Sky» del álbum debut de Zedd, Clarity, y en la canción de Calvin Harris «I Need Your Love», incluida en Halcyon y también en el álbum de Harris, 18 Months. El 10 de julio de 2012, Goulding lanzó una versión de la canción «Hanging On» de Active Child, con Tinie Tempah, como descarga gratuita en su página de SoundCloud. A finales de julio de 2012, se anunció que el segundo álbum de Goulding se titula Halcyon y que saldría a la venta el 8 de octubre de 2012. El álbum fue precedido por el single principal «Anything Could Happen» el 21 de agosto. El 9 de agosto de 2012 se estrenó el lyric video de «Anything Could Happen», que consistía en una serie de fotos de Instagram enviadas por los fans.El 19 de noviembre de 2012 se estrenó el vídeo musical del segundo single de Goulding de Halcyon, titulado «Figure 8». El single se lanzó digitalmente en el Reino Unido el 12 de diciembre de 2012. La canción entró en las listas de éxitos antes de su lanzamiento, y llegó al top 40 en el Reino Unido, alcanzando el número 33.
Goulding contribuyó con un tema titulado «Bittersweet» (producido por Skrillex) a la banda sonora de La Saga Crepúsculo: Amanecer – Parte 2, lanzada el 13 de noviembre de 2012.El 12 de febrero de 2013, se anunció que en mayo de 2013 sería la telonera de Bruno Mars en su gira Moonshine Jungle World Tour en determinadas fechas.El 20 de mayo de 2013, Goulding anunció que se embarcaría en una gira de siete fechas en el Reino Unido durante octubre de ese año. El 28 de mayo de 2013, la versión de Goulding de la canción «Tessellate» de Alt-J se publicó a través de su página de SoundCloud. También se ha informado de que Goulding grabó un vídeo musical para esta canción en París a principios de ese mes. En junio de 2013, Goulding actuó en festivales y conciertos anteriores, como el festival RockNess en Inverness, el Capital FM Summertime Ball y el Firefly Music Festival en The Woodlands en Dover, Delaware.El 2 de julio de 2013, Goulding estrenó una canción titulada «You My Everything» en el primer episodio de Skins Fire y ese mismo día Goulding confirmó a la revista Elle que Halcyon se reeditaría a finales de ese año.
El 5 de julio de 2013, Digital Spy confirmó el lanzamiento de Halcyon Days, una edición reempaquetada de Halcyon, que se publicó el 23 de agosto de 2013. La reedición, que incluía diez temas adicionales, fue precedida por el sencillo «Burn», que había sido subido a la página de SoundCloud de Goulding el día anterior. El 7 de julio de 2013, el vídeo musical oficial de «Burn» se estrenó en el canal Vevo de Goulding en YouTube. «Burn» se convirtió en el primer sencillo de Goulding en ocupar el primer puesto en la Official Singles Chart del Reino Unido.Goulding estaba actuando en el V Festival Chelmsford cuando se conoció la noticia de su primer número 1 en el Reino Unido; Rita Ora sorprendió a Goulding con su premio de número 1 oficial.El 9 de septiembre de 2013, Goulding estrenó el vídeo musical de «How Long Will I Love You» para la película About Time. Goulding apareció en la banda sonora de la película Los juegos del hambre: Catching Fire con el tema «Mirror».El 15 de octubre de 2013, Goulding confirmó en el programa de radio de Fearne Cotton que «How Long Will I Love You» sería el próximo single de Children in Need de la BBC. Ese mismo día también se lanzó la canción de Active Child «Silhouette», en la que Goulding participa. El 28 de octubre de 2013, Goulding publicó en su canal de Vevo un vídeo alternativo de «How Long Will I Love You» para el cortometraje Tom & Issy, que también protagoniza. En el último episodio de The X Factor, el 14 de diciembre, Goulding interpretó un dúo con el finalista Luke Friend.
El 5 de enero de 2014, Goulding estrenó el vídeo musical de su canción «Goodness Gracious» en su canal de Vevo, confirmando posteriormente que sería su sexto single publicado de Halcyon Days. El 22 de enero de 2014, Goulding confirmó a través de su página de Facebook que había contribuido con la canción «Beating Heart» a la banda sonora de la película Divergente, basada en la novela homónima de Veronica Roth.El 3 de febrero de 2014, Goulding lanzó una versión de la canción de James Blake «Life Round Here» con la rapera Angel Haze a través de su página de SoundCloud. El 19 de febrero, Goulding ganó el premio a la mejor artista femenina británica en solitario en los Brit Awards 2014.El 20 de octubre de 2014, declaró a través de Facebook que aparecería en el nuevo álbum de Calvin Harris, Motion, con una nueva canción llamada «Outside». La canción fue lanzada como el cuarto sencillo del álbum el 20 de octubre de 2014.
2015-2017: Delirium
En noviembre de 2014, Goulding anunció que estaba centrada en un tercer álbum de estudio. A principios de 2015, Goulding lanzó la canción «Love Me like You Do», que apareció en la banda sonora de la adaptación cinematográfica de la novela romántica erótica Cincuenta sombras de Grey. El vídeo se publicó en YouTube el 22 de enero, para preceder a la fecha de lanzamiento oficial del 15 de febrero. El single ha sido un éxito comercial, pasando cuatro semanas en el número 1 de la lista de singles del Reino Unido, encabezando las listas en muchos otros países como Australia, Nueva Zelanda y Alemania, y alcanzando el número 3 en el Billboard Hot 100 de Estados Unidos. El sencillo ostentó el récord de la canción más transmitida en una sola semana en el Reino Unido (transmitida 2,58 millones de veces), y en todo el mundo (transmitida 15,5 millones de veces). El 7 de diciembre de 2015, «Love Me like You Do» le valió a Goulding una nominación a los premios Grammy a la Mejor Interpretación Solista Pop. En las nominaciones a los Brit Awards 2016, anunciadas el 14 de enero de 2016, la canción estaba entre los nominados al Single Británico del Año, y al Mejor Vídeo Británico. Goulding protagonizó el vídeo musical de la canción «Bad Blood» de Taylor Swift, que se publicó en mayo de 2015.
Goulding apareció en el álbum de Major Lazer Peace Is the Mission en el tema «Powerful», junto a Tarrus Riley. El tema se publicó junto con el álbum el 1 de junio de 2015. El 23 de abril de 2015 se reveló un adelanto del single. Una vez terminada la grabación del nuevo material, el 27 de julio de 2015, Goulding tuiteó un enlace a un post de Instagram en el que salía de los estudios Abbey Road con el título: «¡Esto es todo!». El 5 de agosto de 2015, en el iHeartRadio Music Summit, Interscope desveló el título del nuevo single de Goulding, «On My Mind». El 15 de septiembre de 2015 se publicó en línea un adelanto del nuevo tema a través de la página de Facebook de Goulding, y se confirmó la fecha de lanzamiento del single, el 17 de septiembre de 2015. Al día siguiente, se subió otro vídeo teaser que revelaba el título y el arte de la portada del tercer álbum de estudio de Goulding, Delirium.
El 7 de septiembre de 2015, se anunció que Goulding actuaría en la Gran Final de la AFL 2015, junto con el músico canadiense Bryan Adams y el músico estadounidense Chris Isaak. El 17 de septiembre, Goulding estrenó su sencillo «On My Mind», la canción principal de Delirium, en el programa Breakfast Show de la BBC Radio 1. También anunció que Delirium saldría a la venta el 6 de noviembre. Posteriormente, Goulding interpretó «On My Mind» en el Apple Music Festival esa misma semana.
También apareció en el X Factor australiano el 6 de octubre, donde interpretó «On My Mind». El 15 de octubre de 2015, se anunció que «Army» serviría como segundo sencillo oficial del álbum; el vídeo musical de la canción se estrenó posteriormente el 14 de enero de 2016. El tercer single, «Something in the Way You Move», se lanzó por primera vez como single promocional del álbum el 9 de octubre de 2015. Luego se lanzó el 19 de enero de 2016, su video musical original se estrenó el 23 de febrero de 2016 y otro video musical dirigido por Emil Nava se estrenó el 21 de junio de 2017.
El 19 de agosto de 2016 lanzó la canción «Still Falling For You» para la banda sonora de la película Bridget Jones’s Baby, y su vídeo musical se estrenó el 25 de agosto de 2016. Recibió un moderado éxito comercial en todo el mundo logrando alcanzar el número 11 en el Reino Unido.
Tras un largo paréntesis, en 2017, actuó en la apertura de la 16ª edición del Festival Mawazine, celebrado en Rabat del 12 al 20 de mayo. Allí también cantó en directo su último single por primera vez en cualquier evento, «First Time»; que fue lanzado el 28 de abril en colaboración con Kygo.
2018-presente: Brightest Blue y próxima música nueva
En 2018, Goulding se unió a Tap Management después de casi una década con First Access Management. Apareció en una colaboración con Sean Paul en su EP Mad Love the Prequel titulado «Bad Love», lanzado el 29 de junio de 2018.
Goulding colaboró con Diplo y Swae Lee en el single «Close to Me», que fue lanzado el 24 de octubre de 2018. El 1 de enero de 2019, The Guardian informó de que ha estado trabajando en su cuarto álbum, cuyo lanzamiento está previsto para ese mismo año. El 1 de marzo, lanzó el siguiente sencillo «Flux». Ella dijo con respecto al álbum, «está muy escrito por mí».
El 12 de abril de 2019, Goulding lanzó el single «Sixteen». Goulding dijo sobre el single: «…Esa edad fue un año tan crucial para mí en muchos sentidos y esta canción está tan cerca de mi corazón. Me lleva a los días imprudentes de ser una adolescente y espero que nos recuerde a todos la inocencia de la juventud.»
Goulding lanzó «Hate Me» con el rapero estadounidense Juice Wrld el 26 de junio de 2019. Fue estrenada por Zane Lowe como su ‘World Record’ en Beats 1. En julio, Goulding declaró que su próximo material a publicar serían las canciones «Woman I Am» y «Start». En noviembre, lanzó su interpretación de la canción navideña de Joni Mitchell «River», que se situó en el primer puesto de la lista de singles del Reino Unido, convirtiéndose en su tercer single número uno en el Reino Unido y en la última canción número uno en el Reino Unido de la década de 2010.
El 13 de marzo de 2020, Goulding lanzó el nuevo single «Worry About Me», creado en colaboración con Blackbear. En una entrevista radiofónica con Heart el mismo mes, reveló que el álbum «viene en cierto modo en dos partes», añadiendo que «la primera parte es algo escrito completamente por mí, lo cual fue divertido y escribí la mayor parte en Nueva York cuando estaba viviendo allí hace unos años. Toco la guitarra y toco el bajo y el piano, y luego canto un montón de voces. Tiene mucha influencia clásica porque me encanta la música clásica. Hay muchas cosas, es un gran paisaje sonoro y una gran película. La segunda mitad es mi tipo de canciones de alter ego». El 21 de mayo lanzó el single «Power» y el 30 de junio el single «Slow Grenade» con Lauv.
Goulding lanzó su cuarto álbum de estudio, Brightest Blue, el 17 de julio de 2020. Originalmente previsto para el 5 de junio de 2020, el lanzamiento del álbum se retrasó debido a la pandemia de COVID-19. El álbum debutó en el primer puesto de la lista de álbumes del Reino Unido, convirtiéndose en el tercer álbum de Goulding en hacerlo, así como en el número 2 en Escocia. Alcanzó el top 10 en Irlanda, así como el top 40 en más de diez países, entre ellos Australia, Alemania y Estados Unidos.
Goulding anunció en un Q&A finales de enero de 2021 que lanzaría nueva música que no formaba parte de la era Brightest Blue. El 21 de enero, lanzó una colaboración con el dúo electrónico Silk City, titulada «New Love».