En 2012, Mendler a sorti son premier album, Hello My Name Is..., qui a fait ses débuts à la 30e place du classement Billboard 200. Le premier single de l'album, "Ready or Not", a culminé à la 49e place du classement Billboard Hot 100. Mendler a également tourné avec Selena Gomez et Demi Lovato.
En 2014, Mendler a joué dans le film original de Disney Channel Girl vs. Monster. Elle a également sorti son deuxième album, Nemesis, qui a fait ses débuts au numéro 89 du classement Billboard 200. Le premier single de l'album, "Hurricane", a culminé à la 94e place du classement Billboard Hot 100.
Depuis lors, Mendler a continué à jouer dans diverses émissions de télévision et films, notamment Undateable (2015-2016), Merry Happy Which (2019-2020) et The Secret Life of Pets 2 (2019). Elle a également sorti plusieurs singles, dont « Atlantis » (2016), « Do You Miss Me at All » (2017) et « Diving In » (2019).
En plus de sa carrière d'actrice et de chanteuse, Mendler est également une philanthrope active. Elle est ambassadrice itinérante de l'UNICEF et a travaillé avec diverses organisations caritatives, notamment la Fondation Make-A-Wish et la Starlight Children's Foundation.