Ngay từ khi ngồi trên ghế nhà trường, Mỹ Linh đã sớm tham gia các cuộc thi ca hát và được rất nhiều giải thưởng trong các hội diễn học sinh, sinh viên. 12 năm liền làm quản ca, năm 1991, Mỹ Linh tham gia Giọng hat hay PTTH toàn quốc lần thứ 2 và giành huy chương vàng cùng với giải dành cho người hát về thầy cô và mái trường hay nhất. Tại đây, Mỹ Linh gặp NSND Quý Dương và đây là cầu nối giúp Mỹ Linh thi đỗ thủ khoa thanh nhạc Nhạc viện Hà Nội năm 1993, sau đó chính thức theo đuổi con đường nghệ thuật chuyên nghiệp.

Khi còn theo học tại nhạc viện Hà Nội, Mỹ Linh tiếp tục tham gia và đạt nhiều giải thưởng lớn trong các cuộc thi ca hát dành cho học sinh sinh viên như giải "Ca sĩ trẻ gây ấn tượng nhất liên hoan" với bài Thì Thầm mùa xuân của nhạc sĩ Ngọc Châu. Thì Thầm mùa xuân trở thành hit đầu tiên của Mỹ Linh trên con đường nghệ thuật, ngay sau đó là một loạt những hit như Chị Tôi (Trọng Đài), Hà Nội đêm trở gió (Trọng Đài), Trên Đỉnh Phù Vân (Phó Đức Phương), lúc này cô vẫn còn ngồi trên ghế nhà trường tại Nhạc Viện Hà Nội. Có thể nói thành công tới với Mỹ Linh từ rất sớm, tài năng của Mỹ Linh sớm nở rộ trên bầu trời nhạc nhẹ Việt Nam.

Năm 1998, sau khi tốt nghiệp hệ trung cấp thanh nhạc Nhạc viện Hà Nội, Mỹ Linh kết hôn cùng nhạc sĩ Anh Quân và đây là bước chuyển biến quan trọng nhất trên con đường sự nghiệp của cô. Từ những bài hát truyền thống, Mỹ Linh thử sức với dòng nhạc trẻ đang thịnh hành trên thế giới như: soul, funk,... Dù có nhiều ý kiến trái chiều, nhưng album Tóc ngắn 1 (1998) của Mỹ Linh vẫn thành công vang dội, trở thành album ấn tượng nhất trong sự nghiệp của cô. Rất nhiều bài hát trong album này đã trở thành hit lớn cho tới bây giờ như: Hương Ngọc Lan, Trưa Vắng, Khúc giao thừa lặng lẽ,...

Năm 2003, Mỹ Linh ra album Made in VietNam - đây là album cộng tác với ekip nước ngoài (Blue Tiger Records). Bài hát Em mơ về anh trong album này đã trở thành hit lớn của Mỹ Linh, đồng thời cô cũng đem ca khúc này tham dự VTV Bài hát tôi yêu và thắng lớn.

Năm 2005, Mỹ Linh gây tiếng vang lớn với album Chat với Mozart. Sự sáng tạo viết lời cho các ca khúc không lời của các nhà soạn nhạc cổ điển đã khiến Mỹ Linh gặp không ít búa rìu dự luận. Đặc biệt là vụ kiện của luật sự Cù Huy Hà Vũ đối với ekip khi đã tự ý phổ lời cho các ca khúc nhạc không lời nổi tiếng. Tuy nhiên, sau lùm xùm, album này vẫn rất thành công và đạt giải cống hiến 2005 với số phiếu áp đảo.

Năm 2006 là dấu mốc quan trọng với sự nghiệp của Mỹ Linh, sau khi phát hành Chat với Mozart, Mỹ Linh cho ra mắt album Để tình yêu hát nhân dịp Valentine. Mỹ Linh cũng thực hiện một tour xuyên Việt mang tên Mỹ Linh tour 06 trong năm nay và thành công vang dội, ghi dấu ấn lớn trên con đường nghệ thuật của cô. Cuối năm, Mỹ Linh được bình chọn là Ca sĩ của năm với giải Cống hiến do báo Thể thao và văn hóa tổ chức.

Ngoài ra, năm 2006, cũng ghi dấu ấn với Mỹ Linh khi cô tham gia làm giám khảo chương trình "Sao Mai điểm hẹn" 2006, mặc dù bị chỉ trích ít nhiều về lối phát ngôn thẳng thắn, nhưng Mỹ Linh vẫn là một giám khảo vô cùng công tâm và trách nhiệm.

Năm 2007, Mỹ Linh mở rộng thị trường âm nhạc của mình sang Nhật. Cô đã giới thiệu 3 album thành công của mình là Made in Vietnam, Chat với Mozart và Để tình yêu hát. Album Made in Vietnam được bình chọn là album của tháng tại Nhật Bản.

5 năm sau khi phát hành Để tình yêu hát, Mỹ Linh trở lại với album Tóc ngắn Acoustic - Một ngày được ấp ủ trong vòng suốt 3 năm. Các cac khúc trong album do Mỹ Linh viết lời, album dược phát hành bằng đĩa than (500 bản) và ấn bản CD. Tóc ngắn Acoustic - Một ngày, cũng đến với thị trường nước ngoài qua trang mạng Amazon, iTunes.

Năm 2012, Mỹ Linh thực hiện tour xuyên Việt Mỹ Linh In the Spotlight - Và em sẽ hát... đánh dấu 20 năm chặng đường làm nghệ thuật của cô. Các hit cũ nổi tiếng một thời như Thì thầm mùa xuân, Chị tôi, Hà Nội đêm trở gió, Trên đỉnh Phù Vân, Hương ngọc lan,... đều được vang lên trong đêm diễn. Đặc biệt, sự tham gia của ca sĩ Hàn Quốc Im Tae Kyung và danh ca Tuấn Ngọc đã khiến cho đêm nhạc trở nên vô cùng ấn tượng.

Năm 2013, Mỹ Linh thử sức với vai trò mới - Huấn luyện viên giọng hát Việt mùa 2, bên cạnh đó cô còn là giám khảo chương trình "Gương Mặt thân quen".

Hiện nay, Mỹ Linh đã phát hành album Chat với Mozart 2 và tham gia mở trường dạy nhạc "Young hit Young beat". Thành công đến với Mỹ Linh từ rất sớm nhưng để duy trì được tên tuổi là cả một quá trình lao động phấn đấu không ngừng nghỉ. Hi vọng Mỹ Linh sẽ có thêm nhiều album mới trình làng khán giả Việt và đào tạo được nhiều tài năng âm nhạc cho nước nhà.