Mając 15 lat wzięła udział w konkursie telewizyjnym "Stars Up Their Nose". Jej interpretacja słynnego przeboju Nillssona "Without You" była tak znakomita, że to właśnie jej przypadło zwycięstwo w tym konkursie. Edukację muzyczną rozpoczęła w Brit School for Performing Arts, gdzie gruntownie zapoznała się z różnymi stylami muzycznymi - od Queen, Joni Mitchell, Boba Dylana, poprzez irlandzką muzykę folkową do muzyki Indian północnoamerykańskich. Tam powstała jedna z jej pierwszych piosenek "Faraway Voice". Usłyszał ją Mike Batt, kompozytor i producent, który przybył do Brit School w poszukiwaniu młodych talentów. Natychmiast zorientował się, że ma do czynienia z przyszłą gwiazdą. ,,Artystów takich jak Katie nie spotyka się często, ona jest naprawdę kimś wyjątkowym" - powiedział o niej.

Niedługo potem Katie Melua podpisała kontrakt płytowy z firmą Dramatico, założoną właśnie przez Mike'a Batta. W roku 2003 Katie skończyła z wyróżnieniem studia i rozpoczęła prace nad swym pierwszym albumem, na który złożyły się piosenki stworzone przez nią oraz przez Mike'a Batta. Miała 19 lat, gdy wydała ten album. Płyta zatytułowana ,,Call Off The Search” dotarła do pierwszego miejsca listy sprzedaży w Wielkiej Brytanii. Dobrze się sprzedawała też w innych europejskich krajach (platynowa płyta w Holandii, Norwegii, Szwajcarii, Nowej Zelandii i Australii, podwójnie platynowa w Niemczech, Irlandii i RPA, potrójnie platynowa w Danii, sześciokrotnie platynowa w Wielkiej Brytanii). Tylko w Polsce przeszła w zasadzie niezauważona...

W naszym kraju Katie Melua zaistniała dopiero 2 lata później po wydaniu następnej płyty ,,Piece By Piece" z takimi hitami jak ,,Nine Million Bicycles" i ,,Spider's Web". Wraz z sukcesem komercyjnym przyszedł także sukces artystyczny. Katie Melua zebrała zewsząd znakomite recenzje i szereg prestiżowych nagród.

2 października 2006 roku Katie Melua trafiła do Księgi Rekordów Guinnessa. Zagrała najgłębszy koncert świata. Było to na stacji pod platformą wiertniczą Statoil na Morzu Północnym, 303 metry poniżej poziomu morza. Tam właśnie ze swoimi muzykami zjechała Katie Melua. Wcześniej przeszła serię wyczerpujących treningów i testów medycznych. Zagrała dla dwudziestu pracowników platformy wiertniczej. Występ ten został potem wydany na płycie DVD pod tytułem ,,Concert Under The Sea”, czyli ,,Koncert poniżej poziomu morza”.

W roku 2007 ukazał się trzeci album Katie Melua ,,Pictures", z którego największym przebojem była piosenka ,,If You Were A Sailboat", a w roku 2010 do sprzedaży trafił jej czwarty album ,,The House", zrobiony niespodziewanie we współpracy z Williamem Orbitem. Wcześniej pracowała z Mikiem Battem (to on skomponował m.in. takie przeboje jak ,,The Closest Thing To Crazy" i ,,Nine Million Bicycles").

Największym hitem z płyty ,,The House" był utwór ,,The Flood". Od maja 2010 roku, czyli od czasu gdy wydała tę płytę, bardzo aktywnie pracowała, udzielała wywiadów promocyjnych, ciągle koncertowała, aż nie wytrzymała tego fizycznie. Lekarze zalecili jej odpoczynek. Odwołała wszystkie koncerty i zniknęła na jakiś czas.

Teraz jednak wraca i to jak za dawnych lat znów we współpracy z Mikiem Battem. 5 marca ukaże się jej piąty album ,,Secret Symphony", zgodnie z tytułem nagrany z udziałem orkiestry symfonicznej. "Na tę płytę szukałam po prostu pięknych piosenek, w których będę mogła wyrazić, co mam w sercu" - powiedziała o swoim nowym dziele Katie Melua. Płytę zwiastuje singiel z piosenką ,,Better Than A Dream".