2010: The X Factor
W 2010 roku, w wieku szesnastu lat, Horan wziął udział w przesłuchaniach do siódmej serii The X Factor w Dublinie. Zaśpiewał „So Sick” i otrzymał mieszane komentarze od sędziów. Louis Walsh był za nim, ale Cheryl Cole i gościnnie sędziująca Katy Perry uważały, że potrzebuje on trochę czasu, aby się rozwinąć. Simon Cowell zagłosował, aby go przepuścić, Cole powiedział nie, Walsh powiedział tak, a Perry zdecydowała się zagłosować tak. Horan został wtedy dopuszczony do bootcampu.
Na bootcampie zaśpiewał „Champagne Supernova”, ale nie udało mu się zakwalifikować do kategorii. Po sugestii gościnnej sędziny Nicole Scherzinger, Horan został umieszczony w grupie z czterema chłopcami, którzy również nie przeszli dalej w konkursie, a ponieważ byli zbyt dobrzy, aby pozwolić im odejść, sędziowie postanowili zgodzić się z Scherzinger. Horan wraz z Harrym Stylesem, Liamem Payne’em, Louisem Tomlinsonem i Zaynem Malikiem stworzyli One Direction. Styles wymyślił nazwę zespołu, która jego zdaniem będzie dobrze brzmiała, gdy konferansjer Peter Dickson odczyta ich nazwę na żywo.
Grupa zebrała się na dwa tygodnie, aby się poznać i ćwiczyć. Jako swoją piosenkę kwalifikującą do „domów sędziów” i pierwszą piosenkę jako grupa, One Direction zaśpiewali akustyczną wersję „Torn”. Simon Cowell skomentował później, że ten występ przekonał go, że grupa „jest pewna siebie, zabawna, jak banda przyjaciół, a także w pewnym sensie nieustraszona”. W ciągu pierwszych czterech tygodni występów na żywo, byli ostatnim aktem Cowella w konkursie. Podczas konkursu zespół wykonywał różne piosenki, takie jak „My Life Would Suck Without You” Kelly Clarkson i „Total Eclipse of the Heart” Bonnie Tyler, szybko zdobywając popularność na Wyspach Srebrnych. Skończyli na 3. miejscu, za wicemistrzynią Rebeccą Ferguson i zwycięzcą Mattem Cardle.
2011-2015: One Direction
Po The X Factor, One Direction zostało podpisane przez Cowella na kontrakt płytowy Syco o wartości 2 milionów funtów. Zaczęli nagrywać swój debiutancki album w Los Angeles w styczniu 2011 roku. W lutym tego samego roku ukazała się licencjonowana przez One Direction książka One Direction: Forever Young (Our Official X Factor Story), została wydana i znalazła się na szczycie listy bestsellerów The Sunday Times. W tym samym miesiącu, zespół i inni uczestnicy serii wzięli udział w The X Factor Live Tour. Podczas trasy grupa wystąpiła dla 500,000 ludzi w całej Wielkiej Brytanii. Po zakończeniu trasy w kwietniu, grupa kontynuowała pracę nad swoim debiutanckim albumem. Nagrania odbywały się w Sztokholmie, Londynie i Los Angeles, a One Direction współpracowali z takimi producentami jak Carl Falk, Savan Kotecha, Steve Mac i Rami Yacoub.
Debiutancki singiel One Direction, „What Makes You Beautiful”, został wydany we wrześniu 2011 roku. Globalny i komercyjny sukces, piosenka osiągnęła numer jeden w kilku krajach. Kolejne single, „Gotta Be You”, „One Thing” i „More than This”, również odniosły sukces, a dwa pierwsze stały się hitami pierwszej dziesiątki w Wielkiej Brytanii. W listopadzie tego samego roku, debiutancki album grupy „Up All Night” został wydany w Irlandii i Wielkiej Brytanii, osiągając odpowiednio numer jeden i numer dwa na listach przebojów. Album został wydany na całym świecie w marcu 2012 roku, a One Direction stali się pierwszą grupą z Wielkiej Brytanii, której debiutancki album osiągnął numer jeden w Stanach Zjednoczonych. Aby promować album, zespół wyruszył w swoją pierwszą trasę koncertową Up All Night Tour. Pierwotnie miała się ona odbyć tylko w Europie, ale z powodu ogromnego popytu dodano do niej dodatkowe daty w Ameryce Północnej i Australii. Trasa okazała się komercyjnym sukcesem, bilety wyprzedały się w ciągu kilku minut, a sama trasa spotkała się z pozytywnymi recenzjami krytyków, którzy chwalili ich umiejętności wokalne i prezencję sceniczną. W maju 2012 roku zespół wydał DVD z trasy, Up All Night: The Live Tour. W tym samym miesiącu ukazała się pierwsza książka One Direction na licencji amerykańskiej, Dare to Dream: Life as One Direction, została wydana i znalazła się na szczycie listy bestsellerów The New York Times. We wrześniu 2012 roku, grupa wydała „Live While We’re Young”, główny singiel z nadchodzącego drugiego albumu. Drugi singiel z albumu, „Little Things”, stał się drugim numerem jeden w Wielkiej Brytanii. W listopadzie 2012 roku ukazał się Take Me Home, drugi album One Direction. Po osiągnięciu pierwszego miejsca na liście Billboard 200, grupa stała się pierwszym boysbandem w historii amerykańskich list przebojów, który nagrał dwa albumy numer jeden w tym samym roku kalendarzowym, stając się jednocześnie pierwszą grupą od 2008 roku, która nagrała dwa albumy numer jeden w tym samym roku. Aby wesprzeć ten album, zespół wyruszył w swoją drugą trasę koncertową, Take Me Home Tour, grając ponad 120 koncertów na czterech kontynentach. W sierpniu 2013 roku, One Direction: This Is Us, trójwymiarowy dokumentalny film koncertowy został wydany i był sukcesem kasowym, przynosząc ponad 68,5 miliona dolarów brutto. Trzecia książka One Direction, One Direction: Where We Are: Our Band, Our Story: 100% Official, została wydana w tym samym miesiącu.
Trzeci studyjny album zespołu, Midnight Memories, został wydany 25 listopada 2013 roku. Był to najlepiej sprzedający się album na świecie w 2013 roku z 4 milionami sprzedanych egzemplarzy globalnie. „Best Song Ever”, główny singiel z albumu, jest do tej pory najwyżej notowanym singlem One Direction w USA. Po wydaniu albumu, grupa wyruszyła w trasę koncertową Where We Are Tour. Była to pierwsza trasa koncertowa zespołu, na którą bilety wyprzedały się w ciągu kilku minut, a kolejne koncerty zostały dodane z powodu „ogromnego popytu”. Średnio na jeden koncert przychodziło 49,848 fanów. Trasa koncertowa przyniosła ponad 290 milionów dolarów i była najlepiej zarabiającą trasą 2014 roku, 15. najwyżej zarabiającą trasą koncertową wszech czasów i nadal jest najwyżej zarabiającą trasą wszech czasów przez grupę wokalną. We wrześniu 2014 roku ukazała się czwarta książka One Direction, One Direction: Who We Are: Our Official Autobiography została wydana. Drugi film koncertowy grupy, One Direction: Where We Are – The Concert Film, został wydany w październiku 2014 roku, pokazując materiał z występów zespołu na stadionie San Siro w Mediolanie, we Włoszech. W listopadzie 2014 roku One Direction wydali swój czwarty album, Four. Ostatni album, na którym znalazł się Zayn Malik, single „Steal My Girl” i „Night Changes” oba otrzymały platynowy status. Album zadebiutował jako numer jeden w 18 krajach, a One Direction stali się jedyną grupą w 58-letniej historii listy przebojów Billboard 200, której pierwsze cztery albumy zadebiutowały na pierwszym miejscu. W lutym 2015 roku zespół wyruszył w trasę On The Road Again Tour, grając koncerty w Australii, Azji, Afryce, Europie i Ameryce Północnej. Sprzedano ponad 2,3 miliona biletów, a łączna suma brutto wyniosła 208 milionów dolarów. W listopadzie 2015 roku ukazał się Made in the A.M., ich piąty album. Prowadzony przez single „Drag Me Down” i „Perfect”, album osiągnął numer jeden w wielu krajach, w tym w Wielkiej Brytanii, podczas gdy osiągnął numer dwa na amerykańskim Billboard 200. Po wydaniu albumu grupa udała się na bezterminową przerwę.
2016-2018: Flicker i Modest Golf Management
W lutym 2016 r., Modest Golf, firma zarządzająca golfem, którą Horan założył wraz z Markiem McDonnellem i Ianem Wattsem, została zwolniona. Modest Golf od tego czasu podpisał kilku graczy golfowych. W marcu 2019 roku Modest Golf zdobył swoje pierwsze zwycięstwo w European Tour, kiedy włoski golfista Guido Migliozzi, pierwszy golfista, który firma podpisała z powrotem w sierpniu 2016 roku, wygrał Kenyan Open. We wrześniu 2016 roku ogłoszono, że Horan podpisał solową umowę z Capitol Records. W dniu 29 września 2016 roku Horan wydał swój debiutancki solowy singiel „This Town”. Od czasu wydania osiągnął szczyt na numerze 9 na UK Singles Chart i numer 20 na US Billboard Hot 100. W dniu 4 maja 2017 roku Horan wydał swój drugi solowy singiel „Slow Hands”. Wszedł on również do top 10 w Wielkiej Brytanii i top 20 w USA.
W wywiadzie dla Entertainment Weekly, Horan stwierdził, że jego nadchodzący album, Flicker, został zainspirowany klasycznymi rockowymi aktami, w tym Fleetwood Mac i The Eagles, „Kiedykolwiek podniósłbym gitarę, zawsze naturalnie grałbym akordy w ten sposób, i finger pick dużo i grać ten folkowy rodzaj stylu.” Opisał również kolekcję jako mającą „folk z popowym klimatem”. Horan wyruszył w światową trasę koncertową, Flicker Sessions 2017, która rozpoczęła się w sierpniu, aby promować album. Horan ogłosił, że skontaktował się z amerykańską piosenkarką Maren Morris, aby przyczyniła się do jego piosenki „Seeing Blind”. W sierpniu zadebiutował piosenką zatytułowaną „On My Own” w Dublinie w Olympia Theatre. 15 września 2017 roku Horan wydał swój trzeci singiel z albumu, „Too Much to Ask”.
Flicker został wydany 20 października 2017 roku i zadebiutował na szczycie Billboard 200. Osiągnął również numer jeden w Irlandii i Holandii. W dniu 8 listopada 2017 r. wystąpił wraz z Maren Morris na 51. Country Music Association Awards. W 2018 roku wyruszył w trasę Flicker World Tour, aby promować album.
2019-obecnie: Heartbreak Weather
We wrześniu 2019 roku Horan stwierdził, że pracował nad swoim nadchodzącym drugim albumem studyjnym z Gregiem Kurstinem, który pomógł mu z balladą zatytułowaną „Put a Little Love on Me”. Główny singiel albumu, „Nice to Meet Ya”, został wydany 4 października 2019 roku. 30 października Horan ogłosił, że wyruszy w trasę koncertową Nice to Meet Ya Tour w 2020 roku. „Put a Little Love on Me” został wydany jako drugi singiel albumu 6 grudnia 2019 roku. W dniu 7 lutego 2020 roku Horan wydał trzeci singiel albumu, „No Judgement” wraz z ujawnieniem tytułu albumu jako Heartbreak Weather i ogłaszając 13 marca 2020 roku jako datę wydania.
Heartbreak Weather został wydany z pozytywnymi recenzjami i zadebiutował na czwartym miejscu na US Billboard 200 i numer jeden na UK Albums Chart. Ze względu na obawy związane z pandemią koronawirusa, Horan odwołał nadchodzącą trasę koncertową.