Après leur victoire, Little Mix a signé avec Syco Music et a sorti son premier single "Wings", qui a fait ses débuts au numéro un du UK Singles Chart et a été certifié platine. Leur premier album DNA, sorti en novembre 2012, a également atteint le numéro un au Royaume-Uni et a été certifié double platine. L'album a produit deux autres singles, "DNA" et "Change Your Life", qui ont tous deux atteint le top dix au Royaume-Uni.
En 2013, Little Mix sort son deuxième album, Salute. L'album a fait ses débuts au numéro quatre du UK Albums Chart et a été certifié disque d'or. Il a produit quatre singles, dont le premier single "Move", qui a atteint la troisième place du UK Singles Chart. L'année suivante, le groupe sort son troisième album, Get Weird. L'album a fait ses débuts au numéro deux du UK Albums Chart et a été certifié platine. Il a produit quatre singles à succès, dont le premier single "Black Magic", qui a atteint le numéro un au Royaume-Uni.
En 2016, Little Mix sort son quatrième album, Glory Days. L'album a fait ses débuts au numéro un du UK Albums Chart et a été certifié double platine. Il a produit plusieurs singles à succès, dont "Shout Out to My Ex", qui a atteint le numéro un au Royaume-Uni. L'album a également été nominé pour l'album britannique de l'année aux Brit Awards 2017.
En 2018, Little Mix sort son cinquième album, LM5. L'album a fait ses débuts au numéro trois du UK Albums Chart et a été certifié disque d'or. Il a produit plusieurs singles à succès, dont "Woman Like Me", qui a atteint la deuxième place au Royaume-Uni.
En 2020, Little Mix sort son sixième album, Confetti. L'album a fait ses débuts au numéro deux du UK Albums Chart et a été certifié argent. Il a produit plusieurs singles à succès, dont le premier single "Break Up Song", qui a atteint le numéro deux au Royaume-Uni.
En décembre 2020, Jesy Nelson a annoncé son départ de Little Mix, invoquant des raisons de santé mentale. Les trois autres membres du groupe ont continué en trio et ont sorti leur septième album, Between Us, en 2021.
Tout au long de leur carrière, Little Mix a vendu plus de 60 millions de disques dans le monde. Ils ont remporté de nombreux prix, dont quatre Brit Awards, deux MTV Europe Music Awards et un American Music Award. En 2021, ils ont été répertoriés comme les 20e artistes les plus titrés du UK Singles Chart de tous les temps, et en 2022, ils sont devenus le premier groupe de filles à avoir cinq albums numéro un sur le UK Albums Chart.