Firmó un contrato discográfico con Island Records y comenzó a grabar su álbum de debut, Who You Are.

[4]​ Del álbum se lanzaron dos sencillos, titulados «Do It Like a Dude» y «Price Tag», que obtuvieron una buena recepción comercial.

En una entrevista con el diario británico The Independent, ella afirmó: «En la escuela, todos pensaban “oh, eres una Cornish”, y creían que yo era como mis hermanas».

Sin embargo, este nunca salió a la luz, ya que la compañía quebró antes de su lanzamiento.

[19]​ Tras esto, comenzó a componer canciones para Justin Timberlake, Chris Brown —con quien viajó por Europa—, Alicia Keys, Miley Cyrus y Christina Aguilera.

[30]​[31]​[32]​[33]​ En marzo de 2012, entró como entrenadora y jueza del programa The Voice UK.

[34]​ Al mes siguiente, «LaserLight», el último sencillo de Who You Are, alcanzó el puesto número seis en el Reino Unido, lo que convirtió a Jessie en la primera cantante británica en tener seis sencillos top diez de un mismo álbum.

[35]​ Durante los primeros meses del 2013, Jessie solo se concentró en trabajar en lo que sería su segundo álbum de estudio.

[40]​ El sencillo no tuvo la recepción esperada, pues solo llegó al número cinco del UK Singles Chart.

[41]​[42]​[43]​[44]​ En enero de 2014 Jessie J canceló su gira británica con Robin Thicke para poder terminar y lanzar lo que sería su tercer álbum.

[45]​[46]​ Así mismo, confirmó que estuvo trabajando durante una semana con Pharrell Williams en canciones exclusivas para la edición norteamericana.

En 2015, se convirtió en juez y mentora de The Voice Australia reemplazando a Will.i.am.

En octubre de 2017, Jessie J comenzó su R.O.S.E Tour por Europa y Estados Unidos para promocionar el álbum.

El álbum fue lanzado como cuatro EP titulados "Realisations", "Obsessions", "Sex", & "Empowerment", creando un acrónimo de "R.O.S.E."

[60]​ En diciembre de 2018, Jessie J confirmó que aparecería como entrenadora en The Voice Kids UK junto a Pixie Lott, Danny Jones y Will.i.am para su tercera temporada.

[61]​ En abril de 2019, Jessie comenzó a realizar giras por festivales en Europa y Asia.