2010: The X Factor

Pada tahun 2010, pada usia enam belas tahun, Niall mengikuti audisi untuk siri ketujuh dari The X Factor di Dublin.[4] Dia menyanyikan "So Sick", dan menerima komentar bercampur-campur dari para hakim. Louis Walsh memihak kepadanya, tetapi Cheryl Cole dan hakim tamu Katy Perry, merasakan ia memerlukan sedikit masa untuk berkembang. Simon mengundi untuk melepaskannya, Cheryl berkata tidak, dan Louis cepat menambahnya, dan meninggalkan nasib Niall sehingga Katy. Dia memutuskan untuk mengundi ya, dan Niall diletakkan ke bootcamp.

Pada bootcamp, Niall menyanyikan "Champagne Supernova", tetapi gagal melayakkan diri untuk kategori "Boys". Selepas cadangan daripada hakim tamu Nicole Scherzinger, Niall dimasukkan ke dalam kumpulan dengan empat orang lelaki lain, yang juga gagal bergerak dalam pertandingan, tetapi kerana mereka terlalu baik untuk melepaskan, hakim memutuskan untuk bersetuju dengan Nicole. Niall, bersama-sama dengan Harry Styles, Liam Payne, Louis Tomlinson dan Zayn Malik, membentuk One Direction. Styles datang dengan nama band, yang dia fikir akan berbunyi baik apabila penyiar Peter Dickson membaca nama mereka di persembahan langsung. Seterusnya, kumpulan itu berkumpul selama dua minggu untuk mengenali satu sama lain dan berlatih. Lagu kualifikasi mereka di "rumah hakim" dan lagu pertama mereka sebagai satu kumpulan, One Direction menyanyikan versi akustik " Torn". Simon Cowell kemudian mengulas bahawa prestasi itu meyakinkannya bahawa kumpulan itu "yakin, bersenang-senang, seperti kawan-kawan, dan jenis yang tidak berani juga." Dalam tempoh empat minggu pertama pertunjukan langsung, mereka adalah tindakan terakhir Cowell dalam pertandingan itu. Semasa pertandingan itu, band ini melakukan lagu-lagu berbeza seperti Kelly Clarkson "Hidup Saya Akan Menyedut Tanpa Anda" dan Total Eclipse of the Heart [[Bonnie Tyler] ", dengan cepat mendapat populariti di UK. Walau bagaimanapun, mereka selesai di tempat ketiga, di belakang runner up Rebecca Ferguson dan pemenang Matt Cardle.

2010–16: Terobosan dengan One Direction

Berikutan X Factor, One Direction telah ditandatangani oleh Cowell kepada kontrak rekod bernilai £ 2 juta Syco yang dilaporkan. Mereka mula merakam album debut mereka pada Januari 2011, mereka terbang ke Los Angeles untuk mencatatnya. Pada bulan Februari 2011, kumpulan lelaki dan peserta lain dari siri menyertai The X Factor Live Tour. Semasa lawatan itu, kumpulan itu telah mengadakan 500,000 orang di seluruh UK. Selepas lawatan tersebut disempurnakan pada bulan April 2011, kumpulan itu terus bekerja di album debut mereka. Rakaman berlaku di Stockholm, London dan Los Angeles, sebagai One Direction bekerja dengan pengeluar Carl Falk, Savan Kotecha, Steve Mac dan Rami Yacoub.

Pada tahun 2011, mereka mengeluarkan album studio pertama mereka, Up All Night (album One Direction) Sehingga Malam Semua. Ia memulakan debutnya di Amerika Syarikat Billboard 200, menjual 176,000 salinan pada minggu pertama . Ini membawa kepada One Direction menjadi band British pertama untuk mendirikan album studio pertamanya di nombor satu. Single pertama mereka, "What Makes You Beautiful (lagu)", mencapai nombor satu di Ireland, Mexico dan UK.[5][6][7] Single berikutnya, "Gotta Be You", "One Thing" dan "More than This",, mempunyai kejayaan yang sederhana, yang berjaya di sesetengah negara, tetapi gagal pada orang lain.[8][9][10] Untuk mempromosikan album, mereka memulakan Up All Night Tour dan mengeluarkan DVD pelancongan, Up All Night: The Live Tour.[11][12]