1985年，凯莉·米洛从中学毕业后，决定继续发挥自己的表演天分，正式踏入演艺生涯，她聘请了一名经纪人，并获得了在肥皂剧《邻居》里的一个角色。1986年，凯莉·米洛在《邻居》中扮演“沙琳·米切尔”，与杰森·多诺文演对手戏，并因此获得了公众的关注。1987年4月3日，凯莉·米洛凭借在该剧中的演出，获得银洛吉奖“最受欢迎女演员”肯定，成为获得该奖项年龄最小的人；在拍摄《邻居》时，凯莉·米洛和剧组的其他成员们一同录制歌曲，最后因表现出众而被选中独唱；6月13日，发行首支个人单曲《Locomotion》，后凭借单曲卖出的20万张唱片，成为1980年代澳大利亚细碟销量最高的女歌手。
1987年中期，凯莉·米洛与香菇唱片公司签约，成为旗下艺人；12月29日，首支专辑单曲《I Should Be So Lucky》发行，在英国官方百强单曲榜蝉联五周冠军首位，并帮她奠定了在英国的知名度。1988年6月，凯莉·米洛离开《邻居》剧组并专心做音乐事业；7月4日，发行了由英国三重唱组合SAW担纲制作的首张个人专辑《Kylie》，于发行首周拿下英国专辑榜亚军，随后升至冠军并在榜单停留了超过一年的时间，凯莉·米洛凭借该专辑超过两百万张的唱片销量，成为该年度全英销量最高的女歌手；7月28日，发行改版单曲《The Loco-Motion》，并攻进美国音乐市场，登上美国公告牌百强单曲榜第三名。
1988年11月28日，凯莉·米洛与杰森·多诺文合作的歌曲《Especially for You》以单曲形式发行，于2014年成为英国单曲榜上的154首百万销量单曲之一。1989年10月，拍摄首部处女电影作《少年罪犯》，她拍摄的这部电影，改编自克里纳·罗汉的同名小说，于12月11日在澳大利亚上映；同月9日，发行第二张个人专辑《Enjoy Yourself》，该专辑诞生了《Hand on Your Heart》和《Tears on My Pillow》这两支在英国单曲榜夺得第一名的冠军单曲，而专辑中的其余三支单曲也都进入单曲榜前十名之内。1990年2月3日，凯莉·米洛以澳大利亚为首站，举办“Enjoy Yourself”世界巡回演唱会；4月30日，她改变了以往塑造过的“邻家女孩”形象，发布了第三张个人专辑的首支单曲《Better the Devil You Know》，并参与单曲MV的拍摄工作。
1990年5月5日，凯莉·米洛与辛迪·劳帕、兰尼·克拉维茨等艺人一同参加向约翰·列侬致敬的音乐会，她在现场演唱甲壳虫乐队的歌曲《Help!》；9月22日，为第三张个人专辑的第二支单曲《Step Back in Time》拍摄MV；10月22日，发行单曲《Step Back in Time》并在英国单曲榜获得第四名，同时获得前11支单曲于发行首周均打入该榜前五名之内的音乐纪录；11月12日，发行第三张个人专辑《Rhythm of Love》，专辑在英国和西班牙被认证评为“金唱片”，于专辑之后发行的单曲《What Do I Have to Do》和《Shocked》同样在英国单曲榜名列前茅；同月16日，参加在比利时举办的钻石奖音乐节并获得“优秀音乐奖”。
1991年6月，凯莉·米洛进入吉尼斯世界纪录，成为首位前13支单曲均打入英国单曲榜前十名的歌手；同年7月，开始录制第四张个人专辑，并参与部分歌曲的创作；同年8月，发行第四张专辑的首支单曲《Word Is Out》，进入英国单曲榜第16位；10月14日，发行第四张个人专辑《Let's Get to It》，专辑于发行首周被认证评为“金唱片”，进入英国专辑榜前15名。凯莉·米洛在发行第四张个人专辑后，与香菇唱片公司的合约到期并决定不再续约。1993年，凯莉·米洛转至Deconstruction唱片公司。
1994年，凯莉·米洛发行了以自己姓名为标题的第5张录音室专辑《Kylie Minogue》，首支单曲《Confide in Me》在澳大利亚单曲榜蝉联5周排行榜冠军，之后的单曲《Put Yourself in My Place》和《Where Is the Feeling?》在英国单曲榜都取得了前20名的成绩；12月23日，参演美日科幻冒险电影《街头霸王》。1997年，发行第六张录音室专辑《Impossible Princess》，该专辑是凯莉·米洛首次担任主创的作品，专辑的商业成绩在澳大利亚表现良好，在其它国家则表现平平，凯莉·米洛也因此与唱片公司解约。1999年，凯莉·米洛在帮助宠物店男孩录制完专辑《Nightlife》后，离开了Deconstruction唱片公司。
1999年4月，凯莉·米洛签约帕洛风唱片公司，成为该公司签约的第一位歌手。2000年6月，发行第七张录音室专辑的首支单曲《Spinning Around》，于发行首周夺得英国官方百强单曲榜第一名，成为横跨1980至00年代在英国单曲榜均拥有冠军单曲的女歌手；9月25日，发行第七张个人专辑《Light Years》；2000年，在悉尼奥运会闭幕式上现场翻唱了ABBA的歌曲《Dancing Queen》，并演唱了自己的歌曲《On a Night Like This》。2001年1月，凯莉·米洛举办“On A Night Like This”巡回演唱会，并凭借巡演获得了澳大利亚演唱会类颁奖典礼“Mo Award”的“年度最佳演唱会歌手”奖项；
2001年5月9日，参演歌舞爱情电影《红磨坊》；9月8日，第8张个人专辑的首发单曲《Can't Get You out of My Head》面世，单曲拿下全球21个国家地区的音乐排行榜冠军，并打入美国公告牌百强单曲榜第七位；10月1日，发行了加盟帕洛风唱片公司之后的第二张、个人第八张录音室专辑《Fever》，凯莉·米洛参与创作了专辑中的多首作品，并保持了她一贯的舞曲风格，这也是凯莉·米洛本人首度成为双料冠军女歌手。2003年4月，被英国“Acad-emy”电台评为“2002年英国电台播放率最高的歌手”。6月3日，以3500万英镑的合同续约EMI唱片公司，成为仅次于罗比·威廉姆斯、英国身价第二高的歌手。9月7日，凭借共卖出超过75万份的月历销售记录，而被Danilo公司评为英国年度“最畅销月历女郎”。
2003年11月10日，凯莉·米洛发行录音室专辑《Body Language》。同月17日，在伦敦Hammersmith Apollo剧院举办“Money Can't Buy”演唱会。2004年2月8日，出席第46届格莱美奖典礼，并凭借单曲《Come Into My World》获得了“最佳舞曲录制”奖。11月，第二张精选合辑《Ultimate Kylie》以及同名音乐录影带精选辑DVD发行，专辑带来《I Believe in You》和《Giving You Up》两支单曲，两首歌均进入英国单曲榜前10名，并凭借《I Believe in You》第4次入围格莱美奖“最佳舞曲录制”提名。2005年2月17日，出席由《Elle》杂志举办的颁奖典礼，并获得“终身成就奖”。2006年11月11月，在澳大利亚悉尼举办了之前因治疗癌症而耽误的巡演，并更名为“秀女郎回归”巡回演唱会。2007年1月，登上由《魅力》时装杂志评选的“最佳着装女名人”榜首位；10月10日，在英国伦敦发布第10张录音室专辑首支单曲《2 Hearts》的音乐视频；11月，第10张录音室专辑《X》发行，于12月9日拿下澳大利亚ARIA专辑榜首位。
2008年2月12日，出席《Elle》杂志时尚颁奖礼，并夺得“年度女性”奖。7月，被查尔斯王子授予“大英帝国官佐级勋章”，以表彰其对歌坛做出的杰出贡献。同月18日，参与主持全美音乐奖典礼，并获得“最佳国际女歌手”奖项，演唱单曲《Wow》。5月，获得了由法国政府颁发的“法国艺术暨文学骑士勋章”，以表彰她对丰富表演艺术与流行多元文化作出的贡献。8月，凭借于2007年在欧洲巡回演出所赚得的4千万澳元，入选澳大利亚财经杂志《BRW》的“50位最会赚钱的澳大利亚名人”榜，位列第二。5月，从法国巴黎开始举办“Kylie X 2008”巡回演唱会。
2009年2月19日，参与主持全英音乐奖典礼。2010年7月2日，第11张录音室专辑《Aphrodite》发行。2011年2月19日，举办了以丹麦海宁为起点的“四面爱神”世界巡回演唱会；11月27日，被入选澳大利亚音乐唱片名人堂，以表彰其在在澳音乐产业发展中作出突出贡献；12月6日，出席年度世界模特大赛全球总决赛。2012年6月4日，参加英国钻石禧年庆典音乐会的演出。2014年11月5日，在法国里尔举办“Kiss Me Once”巡回演唱会。2018年4月6日，第14张录音室专辑《Golden》发行，并凭借六千四百张的黑胶唱片销量，成为上半年英国该类唱片销量最高的女歌手。2020年7月23日，发布第15张个人专辑的首支单曲《Say Something》试听，11月日，发行第15张个人专辑《Disco》。
