Jeanne Cherhal sort son premier album en 2002.

Son deuxième album Douze fois par an, sorti en 2004, devient disque d’or et lui offre une Victoire de la Musique ainsi que la reconnaissance d’un large public. L’Eau, son troisième disque, également disque d’or, ouvre les portes d’une tournée nationale et internationale couronnée par un spectacle à l’Olympia. En novembre 2009, la tournée Brésilienne qu’elle entame avec le groupe nantais La Secte Humaine se termine par une série de concerts au Bataclan. Jeanne Cherhal réalise et joue tous les instruments de Charade, un quatrième album perçu comme plus rock, plus expérimental et salué par la critique après sa sortie en mars 2010.

À l’occasion du Printemps de Bourges 2010, elle forme Les Françoises, une groupe éphémère où elle partage la scène pour un concert unique avec Camille, Emily Loizeau, Olivia Ruiz, Rosemary Standley et La Grande Sophie. Au printemps 2011, l’artiste se lance pour la première fois dans une aventure théâtrale avec l’opéra The second woman composé par Frédéric Verrières, écrit par Bastien Gallet, mis en scène par Guillaume Vincent et donné pendant trois semaines au théâtre des Bouffes du Nord. Le 21 mars 2012, elle rejoue Amoureuse, le premier album de Véronique Sanson, quarante ans (et un jour) après sa sortie. Elle compose en 2013 sa première musique de film pour Des lendemains qui chantent  réalisé par Nicolas Castro.

Alors que son album Histoire de J., en 2014, est suivi d’une tournée de trois ans qui s’achève à l’Olympia et est récompensé par le Grand Prix de l’Académie Charles-Cros, l’année 2017 la fait renouer avec le théâtre grâce à sa nouvelle collaboration avec Guillaume Vincent et la Cie MidiMinuit dans Songes et Métamorphoses.