Pada September 2007, Avi merakamkan video lagu beliau terlebih dahulu, "Poppy" di YouTube untuk salah satu daripada rakan-rakannya yang terlepas menonton persembahan pertama di Kuala Lumpur. Rakannya yang yakin Avi untuk meninggalkan video dalam talian walaupun selepas dia melihatnya, dan tidak lama lagi beliau menerima maklum balas positif. Ini mengilhamkan beliau untuk memuatkan lebih banyak video di YouTube.[6]

Beberapa bulan kemudian, pada malam ulang tahun ke-22 beliau, Avi menghantar apa yang sepatutnya menjadi video terakhir beliau "No Christmas For Me". Keesokan harinya, YouTube meletakkan perhatian pada videonya dan peti mel Avi telah dihujani dengan lebih daripada 3,000 e-mel dan membunuh tawaran dari syarikat rakaman.[13]

Selepas menemui video beliau, Patrick Keeler dari The Raconteurs, memberikan pautan untuk Ian Montone, pengurus The White Stripes, The Shins, The Raconteurs, M.I.A. dan lain lain. Montone kemudiannya membawakan muziknya kepada Emmett Malloy, yang menandatangani beliau untuk Brushfire Records, sebuah syarikat rakaman yang sebahagiannya dimiliki oleh Jack Johnson. "No Christmas For Me" ternyata menjadi lagu rasmi pertama dengan Brushfire Records. Ia dimuatkan dalam album amal Krismas Brushfire Records, This Warm December: A Brushfire Holiday (Vol 1.) pada 2008.[14]

2009–2011: Album pertama

Album sulung Zee Avi telah dikeluarkan pada 19 Mei 2009. Album ini telah diterbitkan bersama oleh Brushfire Records dan Monotone Records. Pada hari keluaran album tersebut, YouTube menampilkan beliau di muka depan dalam Spotlight: Music Tuesday. Sehari selepas itu, Zee Avi mengadakan persembahan untuk sebuah rumah penuh di Teater Roxy yang terkenal di West Hollywood.[15] Album ini kemudian menjadi album terbaik kesembilan 2009 menurut Associated Press.[16] Beliau membuat kemunculan televisyen Amerika Syarikat beliau pada 18 Jun 2009, mempersembahkan single "Bitter Heart" secara langsung di dalam rancangan Last Call With Carson Daly.[17]

2012–2014: Ghostbird

Album keduanya Ghostbird telah dikeluarkan pada 23 Ogos 2011. "The Book of Morris Johnson" adalah single pertama dari album kedua beliau. Ghostbird mengungguli carta US Billboard Heatseekers Album dan melahirkan hits seperti "Window Swell" dan "Concrete Wall" selepas kedua-dua lagu ditampilkan dalam Musim 5 dari siri televisyen hit Gossip Girl.[18] Avi mempunyai kelebihan sebagai penyanyi Malaysia yang pertama untuk mempunyai album di carta AS Billboard Hot 200 Albums dan atas carta Billboard (Heatseekers Album).

Beliau menjelajah Amerika Syarikat dengan Pete Yorn dari bulan Jun hingga Ogos 2009, pusingan akhir berada di PO Muzik, Teater Fonda Henry di Hollywood, California pada 27 Ogos 2009.[8] Beliau mengadakan persembahan pembukaan untuk Jack Johnson semasa konsert beliau di Greek teater, UC Berkeley pada 6 Oktober 2010,[9][19] dan diberi penghormatan untuk bekerjasama dengan Johnson pada mash-up secara langsung hits masing-masing "Just You And Me" dan "Breakdown". Beliau juga mengadakan persembahan pembukaan untuk penyanyi pemenang Anugerah Grammy dan ikon feminis Ani DiFranco di Kelab Chameleon di Lancaster, Pennsylvania pada 21 Oktober 2011 untuk menandakan ulang tahun ke-20 World Cafe.[20]

Avi telah mengadakan set di beberapa lawatan muzik dan perayaan paling terkenal, iaitu SXSW di Austin, Texas (Mac 2009),[21] Bonnaroo di Tennessee (Jun 2009), Tanah Di luar San Francisco (Ogos 2009),[22] Byron Bay Bluesfest di Australia (April 2010),[23] Lilith Fair di Ohio, New Jersey dan Massachusetts (Julai 2010),[24] Mountain Jam di New York (Mei-Jun 2012)[25] dan Festival Muzik Dunia Rainforest di Kuching, Sarawak (Julai 2012).[26]

Beliau melawat Asia pada November 2011, persembahan di Tokyo, Seoul, Taipei, Singapura, Bali, Jakarta, Kuala Lumpur, Pulau Pinang dan Miri.[27] Ini diikuti oleh US East Coast Tour pada bulan Februari 2012, dengan persembahan di New York, Massachusetts, Philadelphia, Maryland dan North Carolina.[28] Pada September 2012, Zee telah mengadakan persembahan di enam bandar semasa jelajah California beliau.[29]

Pada Disember 2012, Zee Avi telah diberikan perintah negeri dan pingat Pegawai Bintang Kenyalang untuk perkhidmatan beliau kepada negeri Sarawak oleh Yang di-Pertua Negeri. Anugerah ini adalah Pangkat Kelima Darjah Yang Amat Mulia Bintang Kenyalang Sarawak.[30]

2014–kini: Nightlight

Tawaran terbaru Zee Avi adalah Nightlight, yang terdiri daripada lagu saduran untuk kanak-kanak yang telah dikeluarkan pada 22 April 2014. Album yang dirakamkan di Woodstock, New York dalam jangka masa empat hari, termasuk lagu saduran "Ben" (Michael Jackson); "The Rainbow Connection" (Kermit the Frog); "Circle Game" (Joni Mitchell); "Colors of the Wind" (Judy Kuhn); dan medley "Twinkle Twinkle Little Star", "Lima Anak Ayam," "Air Pasang Malam", "Lagu Tiga Kupang," "Sing A Song of Sixpence," dan "Rock-a-bye Baby." Avi mengeluarkan dua trek dari album, The Velvet Underground "Who Loves The Sun" dan Bobby McFerrin ini "Don't Worry, Be Happy" pada Februari 2014, sebagai teaser untuk rakaman barunya.[31][32] Nightlight tersenarai dalam senarai Album 2014 Terbaik iTunes.

Pada 26 November 2016, Zee Avi memenangi anugerah antarabangsa utama pertama bagi Filem Lagu Asal Terbaik di Festival Filem Golden Horse Taipei ke-53 dan Anugerah untuk "Arena Cahaya", lagu tema yang ditulisnya dan dinyanyikan untuk filem yang berjaya meraih kutipan tertinggi, Ola Bola.[33]