2001年，15岁的卓文萱发行第一张专辑《想家》。在校期间担任演唱会主持人，拍电影、偶像剧。2006年12月发行了第二张新专辑《习惯卓文萱》。专辑中的歌曲《对你的爱》是她填的词，写的是对她前男友的怀念。

2007年首次发行书籍《GENIE 1986の独立萱言》。2月11日发行专辑 《K歌情人雅座》。3月15日与黄鸿升合作演唱歌曲《爱的主旋律》。

2008年8月出演电视剧集《公主小妹》，扮演恶女宫茉莉。在偶像剧《翻滚吧，蛋炒饭》中担当女主角。片中卓文萱扮演一位失明但乐观坚强的少女。同年回归乐坛，发行第四张专辑《超级喜欢》。

2009年7月5日发行个人写真《COSMOS TOUCH GENIE CHUO贴近卓文萱》，获全球限量2500盒，成为台湾第一位女艺人发行写真卡。11月6日发行第五张专辑《Play n Fun 1 1》。2010年7月22日担纲舞台剧《夏雪》主题曲演唱人，并发行单曲《夏雪》。

2011年10月14日发行专辑《反正卓文萱》，让人们看到了卓文萱由小女孩向轻熟女的转变。11月4日首度公开演唱新专辑中的新歌《反派》，专辑尝试全新摇滚电子曲风。11月25日在四川大学江安校区举办2011城市之音校园迎新巡回。

2012年3月与孙艺洲、王传君、赵霁一同主演中国内地偶像剧《爱情是从告白开始的》。2013年首度尝试国台语双声道交迭对唱情歌《心爱的》，词曲作者是张简君伟。同时歌曲《心爱的》被选为电视剧《就是要你爱上我》的片头主题曲。