Em 1961, Wonder cantou sua própria composição , "Lonely Boy" para Smokey Robinson de The Miracles. Isto fez com que ele se maravilhasse com seu contrato com a Motown e foi mentorado por Clarence Paul. O primeiro álbum de Clarence Paul.Wonder, The Jazz Soul of Little Stevie, foi lançado pela Motown Records em 1962, quando Wonder tinha 12 anos de idade. Este álbum foi para mostrar os talentos instrumentais de Stevie e continha as composições que Wonder e Paul co-escreveram - Sessão Número 112 e Wondering. Ele lançou seu segundo álbum Tribute to Uncle Ray mais tarde naquele ano, em sua maioria covers das canções de Ray Charles, incluindo uma canção nova, Sunset. Estes dois álbuns foram lançados em ordem inversa de gravação e não obtiveram reconhecimento. Clarence, sentindo que uma música estava chegando ao set Mother Thank You pelo lançamento como single, que foi puxado e substituído por I Call It Pretty Music But The Old People Call It The Blues. A música quase invadiu a Billboard Hot 100, aparecendo na 101 antes de cair fora de vista. Os sucessores Little Water Boy e Contract on Love não tiveram sucesso, apesar deste último ter aparecido no álbum Uptight. Seu primeiro álbum ao vivo Gravado ao Vivo: O 12 Year Old Genius alcançou o número um no Billboard 200 e continha o single ao vivo de duas partes Fingertips, o que o tornou o músico mais jovem a ter um álbum número um nos Estados Unidos e o artista mais jovem a estar no topo da tabela.
Seus próximos solteiros não tiveram sucesso; sua voz estava mudando à medida que envelhecia e a Motown estava considerando cancelar seu contrato. Para salvá-lo, um novo single "Up-Tight", co-escrito com Wonder foi gravado em 1965 com relatos que diziam que era baseado em um ritmo que ele vinha cantarolando e durante a gravação as letras eram cantadas de volta para Wonder por não estarem disponíveis em Braille e que ele "nunca perdeu uma batida". O single gravado em No.1 e um álbum foi lançado apressadamente no ano seguinte para apoiar seu sucesso. Isto estabeleceu o Wonder como um verdadeiro hitmaker da Motown. Desde então, ele tem usado um Hohner clavinet.
Em 1971, Wonder lançou o álbum Where I'm Coming From, um álbum que ele esperava ver o que estava acontecendo de errado com o mundo (apresentava o single "If You Really Love Me"). Por volta da mesma época, Marvin Gaye lançou um álbum semelhante, What's Going On, que deu origem a três singles. Os álbuns foram comparados com os de Marvin, vistos como bem sucedidos, enquanto que Wonder é visto como "auto-indulgente, indistinto, pretensioso" e, em geral, sem unidade e fluxo. Querendo se tornar um artista mais independente, Wonder permitiu que seu antigo contrato com a Motown expirasse.
A Wonder mudou-se para um novo estúdio e foi ensinada engenharia de sintetizadores. Ele então conheceu Malcolm Cecil e Robert Margouleff que o apresentaram a uma orquestra elétrica conhecida como TONTO (The Original New Timbral Orchestra) Por volta da época de seu lançamento no ano anterior, ela atraiu muita atenção. Em 3 de março de 1972, a Wonder lançou um novo álbum com o nome de Music of My Mind, com todas as músicas fluindo tematicamente juntas. O álbum gerou os singles Superwoman e Keep On Running. O álbum foi um sucesso com críticos que o acharam representativo de seu crescimento artístico. Embora ele estivesse separado da Motown, ele ainda submeteria seus álbuns à sua antiga gravadora, Tamla. Cecil e Margouleff o ajudaram a projetar o sintetizador TONTO e assim foram listados como produtores associados. Isto iniciou o período clássico da Wonder e marcou uma longa colaboração com a banda TONTO Expanding Head Band.
Os álbuns que se seguiram foram Talking Book e Innervisions, este último álbum vencedor do ano em 1973. Wonder ganhou seus primeiros quatro prêmios Grammy em 1973. Dois dos prêmios foram por seu single "Superstição" do Talking Book. Em 1974, foi lançado o décimo sétimo álbum da Wonder, Fulfillingess' First Finale", também ganhando o álbum do ano. Ele apresentou dois singles número um, "Boogie on Reggae Woman", e "You Haven't Done Nothin", um sucesso que lançou críticas contra a Federação Nixon - engraçado o suficiente, dois dias depois, Richard Nixon renunciou. Wonder ganhou mais quatro Grammys para o álbum naquele ano. Foi o segundo álbum número um da Wonder. O próximo álbum da Wonder, Songs in the Key of Life, também alcançou o número um. Este foi o álbum mais aclamado pela crítica da Wonder e a Biblioteca do Congresso o chamou de culturalmente, historicamente ou esteticamente significativo. Ele gerou cinco singles, Sir Duke, uma canção que explica os prazeres da música, I Wish wishing for childhood days to come back Como uma balada de amor que vai durar até que o Impossível aconteça, Another Star uma balada de coração de ritmo rápido ao estilo cubano que apareceu no vídeo promocional da BBC para a Copa do Mundo de 2014 e Isn't She Lovely uma canção inspirada na filha do nascimento de Wonder, Aisha Morris.(Wonder não a lançaria como solteira, embora instruída por um executivo da Motown para fazê-lo). As duas canções anteriores alcançaram o número 1 nas tabelas da Billboard.
Em 1979, ele lançou um álbum de trilha sonora, Journey Through The Secret Life Of Plants para um documentário The Secret Life Of Plants. O álbum usou um melodiano de computador praticamente por toda parte. O álbum contém a balada No.1 Send One Your Love. O álbum tinha sido chamado de estranho, nerd e tolo. A Wonder culpou a Motown por não promover o álbum adequadamente. Em 1980, Wonder lançou Hotter Than July, que incluía I Ain't Gonna stand For It, uma canção estilo country sobre um homem cujos bens foram repetidamente invadidos, Master Blaster (Jammin'), uma música reggae dedicada a Bob Marley, "Lately", uma balada e "Happy Birthday", uma canção em memória de Martin Luther King Jr usada na campanha de Wonder para fazer do aniversário de Luther um feriado nacional. Sua próxima foi um grande álbum de sucessos intitulado Original Musiquarium I com 4 novos singles That Girl, Do I Do, Front Line e Ribbon in The Sky. Em 1983, Wonder contribuiu com Stay Gold para o drama The Outsiders. Ele então programou um álbum com o título People Work, Human Play. O álbum nunca apareceu e, em vez disso, 1984 viu o lançamento de seu próximo álbum de trilha sonora, The Woman in Red. Ele gerou o single de sucesso "I Just Called to Say I Love You" que alcançou o número um em todos os países com paradas na época, tornando-se assim seu disco mais vendido. Foi o único disco número um da Wonder no Reino Unido. Foi o número um lá por seis semanas. Em 1985, Wonder lançou o álbum digital In Square Circle e participou do single de Dionne Warwick "That's What Friends Are For" com Elton John e Gladys Knight. Atingiu o número um nos EUA. Wonder dividiu o prêmio Grammy de Melhor Performance Pop por um Duo ou Grupo com Vocal. Em 1987, a Wonder lançou o álbum Characters, que apresentou os singles de sucesso "Skeletons" e "You Will Know", mas foi sujeito a uma recepção mista. O álbum Bad, de Michael Jackson, foi lançado. Wonder figurou na quinta canção do álbum "Just Good Friends". Em dezembro de 1987, Wonder lançou um single chamado "Get It", um dueto com MJ por sua vez para Just Good Friends.
Em 1991, o terceiro álbum de trilha sonora da Wonder, Jungle Fever, foi lançado um mês antes do filme dramático do mesmo nome. O álbum ajudou a Wonder a voltar ao Top Ten da tabela de álbuns.
Em 1995 a Wonder lançou o Conversation Peace. Foi seu primeiro álbum que não era uma trilha sonora desde 1987. Um single, "For Your Love", foi lançado a partir do álbum. Ganhou 2 prêmios Grammy de Melhor Performance Vocal Masculina R&B e Melhor Canção R&B.
Em 2005 a Wonder lançou seu primeiro álbum em dez anos, A Time to Love. Os críticos ficaram chateados com o fato de que levou dez anos para ele lançar um novo álbum com material novo. Em 25 de junho de 2011, Wonder se apresentou na cerimônia de abertura dos Jogos Mundiais de Verão das Olimpíadas Especiais de 2011 em Atenas, Grécia.
Wonder disse em 2013 que lançará 2 novos álbuns em 2014, e está fazendo um terceiro. Os títulos de trabalho atuais são Ten Billion Hearts, When The World Began e Gospel Inspired By Lula.
