Na hun overwinning tekende Little Mix bij Syco Music en bracht hun debuutsingle "Wings" uit, die binnenkwam op nummer één in de UK Singles Chart en platina werd. Hun debuutalbum DNA, uitgebracht in november 2012, bereikte ook nummer één in Groot-Brittannië en werd dubbel platina gecertificeerd. Het album produceerde nog twee singles, "DNA" en "Change Your Life", die beide de top tien in Groot-Brittannië bereikten.
In 2013 bracht Little Mix hun tweede album uit, Salute. Het album kwam binnen op nummer vier in de UK Albums Chart en werd gecertificeerd als goud. Het produceerde vier singles, waaronder de eerste single "Move", die nummer drie bereikte op de UK Singles Chart. Het jaar daarop bracht de groep hun derde album uit, Get Weird. Het album kwam binnen op nummer twee in de UK Albums Chart en werd platina. Het produceerde vier succesvolle singles, waaronder de eerste single "Black Magic", die nummer één bereikte in Groot-Brittannië.
In 2016 bracht Little Mix hun vierde album uit, Glory Days. Het album kwam binnen op nummer één in de UK Albums Chart en werd dubbel platina gecertificeerd. Het produceerde verschillende hitsingles, waaronder "Shout Out to My Ex", dat nummer één bereikte in Groot-Brittannië. Het album werd tijdens de Brit Awards 2017 ook genomineerd voor British Album of the Year.
In 2018 bracht Little Mix hun vijfde album uit, LM5. Het album kwam binnen op nummer drie in de UK Albums Chart en werd gecertificeerd als goud. Het produceerde verschillende hitsingles, waaronder "Woman Like Me", dat nummer twee bereikte in Groot-Brittannië.
In 2020 bracht Little Mix hun zesde album uit, Confetti. Het album kwam binnen op nummer twee in de UK Albums Chart en werd gecertificeerd als zilver. Het produceerde verschillende hitsingles, waaronder de eerste single "Break Up Song", die nummer twee bereikte in Groot-Brittannië.
In december 2020 kondigde Jesy Nelson haar vertrek uit Little Mix aan, onder verwijzing naar geestelijke gezondheidsredenen. De overige drie leden van de groep gingen verder als trio en brachten in 2021 hun zevende album Between Us uit.
Gedurende hun carrière heeft Little Mix wereldwijd meer dan 60 miljoen platen verkocht. Ze hebben talloze prijzen gewonnen, waaronder vier Brit Awards, twee MTV Europe Music Awards en één American Music Award. In 2021 werden ze vermeld als de 20e meest succesvolle UK Singles Chart-artiesten aller tijden, en in 2022 werden ze de eerste meidengroep met vijf nummer één albums in de UK Albums Chart.