V roce 2009 nahrála svůj druhý singl, který pojmenovala Under the Sheets a jehož premiéra na BBC Radio 1 jí přinesla velký úspěch. Píseň se v britské hitparádě umístila na 53. místě. Ještě před vydáním úspěšné desky Lights vyhrála Ellie Goulding cenu BBC Sound of 2010, kterou kritici, hudební vydavatelé a představitelé hudebního průmyslu udělují talentům a možným budoucím hvězdám. V témže roce obdržela i cenu BRIT Awards.

V dubnu 2011 Ellie Goulding zazpívala v Buckinghamském paláci na svatební hostině prince Williama a Catherine Middleton. Zpívala i pro Baracka Obamu a jeho manželku. V říjnu 2012 pak vydala své druhé studiové album s názvem Halcyon, které získalo pozitivní ohlasy světových kritiků. Zpěvačka se dočkala chvály především kvůli tomu, že na desce ostře vyniká její výjimečný hlas. V britské hitparádě se album umístilo na krásné druhé příčce, ve Spojených státech se pak vypracovalo až na deváté místo.

V srpnu 2013 vydala Ellie své třetí album, které nese název Halcyon Days a obsahuje úspěšný hit Burn, který obsadil první příčky v mnoha hitparádách.