In 2012 bracht Mendler haar debuutalbum uit, Hello My Name Is..., dat binnenkwam op nummer 30 in de Billboard 200-hitlijst. De eerste single van het album, "Ready or Not", piekte op nummer 49 in de Billboard Hot 100-hitlijst. Mendler toerde ook met Selena Gomez en Demi Lovato.
In 2014 speelde Mendler in de Disney Channel Original Movie Girl vs. Monster. Ze bracht ook haar tweede album uit, Nemesis, dat binnenkwam op nummer 89 in de Billboard 200-hitlijst. De eerste single van het album, "Hurricane", piekte op nummer 94 in de Billboard Hot 100-hitlijst.
Sindsdien is Mendler blijven optreden in verschillende televisieshows en films, waaronder Undateable (2015-2016), Merry Happy Anything (2019-2020) en The Secret Life of Pets 2 (2019). Ze heeft ook verschillende singles uitgebracht, waaronder "Atlantis" (2016), "Do You Miss Me at All" (2017) en "Diving In" (2019).
Naast haar acteer- en zangcarrière is Mendler ook een actieve filantroop. Ze is Goodwill-ambassadeur van UNICEF en heeft met verschillende goede doelen samengewerkt, waaronder de Make-A-Wish Foundation en de Starlight Children's Foundation.