En el año 2015 lanzó profesionalmente su primer EP titulado I Don't Wanna Grow Up.

En marzo de 2016 lanzó su sencillo «No Broken Hearts», con la colaboración de Nicki Minaj, en julio del mismo año lanzó junto al DJ Martin Garrix «In the Name of Love», canción que logró llegar al top 40 en Estados Unidos.

Ese mismo año lanzó «I Got You», sencillo líder de su EP All Your Fault: Pt.

[5]​[6]​ Rexha asistió a Tottenville High School en Staten Island,[7]​ donde ella participó en una variedad de musicales.

[14]​ En abril de 2019, la cantante reveló, en una nota personal para sus fanáticos, que padece el trastorno bipolar.

[16]​ Ella se convertiría en la primera voz del nuevo proyecto experimental de Wentz, "Black Cards".

En enero de 2012, Wentz anunció que Rexha había dejado la banda para dedicarse a otras actividades.

Eminem recibió dicho correo electrónico y al escuchar el tema quedó enganchado, se la envío a Rihanna y a los pocos días la grabaron, incluso dejaron la voz de Rexha en el post coro ya que Rihanna no pudo llegar al tono con su timbre.

[18]​ Rexha no obtuvo créditos por dicha composición y al enterarse de esto decidió demandar a Eminem por plagio.

[20]​ Antes de firmar, había escrito varias canciones, incluyendo «Like a Champion» para Selena Gómez y «Glowing» para Nikki Williams.

[45]​[46]​ Sus sencillos lanzados anteriormente All Your Fault, «I Got You» y «Meant to Be» también aparece en el material discográfico.

[49]​[50]​ En diciembre del mismo año, fue nominada a Mejor Artista Nuevo en la 61ª Entrega Anual de los Premios Grammy.

En julio de 2019, comentó que tenía una canción llamada «Mama»; luego la registró en la aplicación Shazam.

[63]​[64]​ La pista se estrenó como sencillo promocional junto a su video musical el 30 de agosto.

[65]​ Un mes después, lanzó «You Can't Stop the Girl» el tema principal de la banda sonora Maleficent: Mistress of Evil (2019).

[66]​ Rolling Stone la calificó «como un himno clásico de empoderamiento femenino, que gira entorno a la película».

[69]​ Su primer crédito de composición fue una canción de K-pop para Shinee, tema principal del álbum Lucifer, desde entonces ha lanzado música en el hip hop,[70]​[71]​[72]​ rock alternativo,[70]​ EDM,[71]​ R&B,[71]​[72]​ country,[70]​[72]​ rock,[72]​ dance[72]​ y música electrónica.

[73]​ También ha expresado su admiración por artistas como Bob Marley, Madonna, Christina Aguilera, Blondie, Alanis Morissette y Coldplay.