1961 sang Wonder seine eigene Komposition , "Lonely Boy" für Smokey Robinson von The Miracles. Dies brachte Wonder seinen Vertrag mit Motown ein, und er wurde von Clarence Paul Wonders erstem Album "The Jazz Soul of Little Stevie" betreut. 1962, als Wonder 12 Jahre alt war, wurde es bei Motown Records veröffentlicht. Dieses Album sollte Stevies instrumentales Talent zeigen und enthielt Kompositionen, die Wonder und Paul gemeinsam schrieben - Session Number 112 und Wondering. Später im selben Jahr veröffentlichte er sein zweites Album Tribute to Uncle Ray, das hauptsächlich Covers von Ray Charles' Liedern enthielt, darunter ein neues Lied, Sunset. Diese beiden Alben wurden in umgekehrter Reihenfolge der Aufnahme veröffentlicht und fanden keine Anerkennung.Clarence, der das Gefühl hatte, dass am Set ein Lied erschien, Mother Thank You, das als Single veröffentlicht wurde, wurde zurückgezogen und durch I Call It Pretty Music But The Old People Call It The Blues ersetzt. Das Lied erreichte beinahe die Billboard Hot 100, erschien bei 101, bevor es aus dem Blickfeld geriet. Die Nachfolger Little Water Boy und Contract on Love hatten keinen Erfolg, obwohl letzterer auf dem Album Uptight erschien. Sein erstes Live-Album wurde live aufgenommen: Das 12-jährige Genie erreichte Platz 1 bei den Billboard 200 und enthielt die zweiteilige Live-Single Fingertips. Damit war er der jüngste Musiker, der je ein Nummer-1-Album in den Vereinigten Staaten hatte, und der jüngste Künstler, der je die Charts anführte.
Seine nächsten paar Singles waren nicht erfolgreich; seine Stimme änderte sich, als er älter wurde, und Motown zog in Erwägung, seinen Vertrag zu kündigen. Um ihn zu retten, wurde 1965 eine frische, gemeinsam mit Wonder geschriebene Single "Up-Tight" aufgenommen, von der berichtet wurde, dass sie auf einem Rhythmus basierte, den er gesummt hatte, und während der Aufnahme wurde der Text an Wonder zurückgesungen, da er nicht in Braille-Schrift verfügbar war und dass er "nie einen Takt verpasste". Die Single erschien auf Platz 1 der Charts, und ein Album wurde im darauf folgenden Jahr in Produktion genommen, um den Erfolg zu unterstützen. Dies machte Wonder zu einem echten Motown-Hitmacher. Seitdem verwendet er ein Hohner-Clavinet.
1971 veröffentlichte Wonder das Album Where I'm Coming From, ein Album, von dem er erwartete, dass es zeigen würde, was in der Welt falsch lief (mit der Single "If You Really Love Me"). Etwa zur gleichen Zeit veröffentlichte sein Labelkollege Marvin Gaye ein ähnliches Album, What's Going On, aus dem drei Singles hervorgingen. Die Alben wurden mit Marvins Alben verglichen, die als erfolgreich galten, während Wonders Alben als "selbstgefällig, undifferenziert, prätentiös" und insgesamt als nicht einheitlich und nicht fließend angesehen wurden. Da Wonder ein unabhängigerer Künstler werden wollte, ließ er seinen alten Motown-Vertrag auslaufen.
Wonder zog in ein neues Studio um und wurde in Synthesizer-Engineering unterrichtet. Dann traf er Malcolm Cecil und Robert Margouleff, die ihm ein elektrisches Orchester namens TONTO (The Original New Timbral Orchestra) vorstellten, das zur Zeit seiner Veröffentlichung im Vorjahr viel Aufmerksamkeit erregte. Am 3. März 1972 veröffentlichte Wonder ein neues Album mit dem Namen Music of My Mind, auf dem alle Lieder thematisch zusammenflossen. Das Album brachte die Singles Superwoman und Keep On Running hervor. Das Album war ein Erfolg, und die Kritiker fanden es repräsentativ für sein künstlerisches Wachstum. Obwohl er von Motown getrennt war, reichte er seine Alben immer noch bei seiner alten Plattenfirma Tamla ein. Cecil und Margouleff halfen ihm bei der Entwicklung des TONTO-Synthesizers und wurden daher als Associate Producer aufgeführt. Damit begann die klassische Periode von Wonder und markierte eine lange Zusammenarbeit mit der Expanding Head Band von TONTO.
Die folgenden Alben waren Talking Book und Innervisions, das letztgenannte Siegeralbum des Jahres 1973. Wonder gewann 1973 seine ersten vier Grammy Awards. Zwei der Auszeichnungen gingen an seine Single "Superstition" von Talking Book. 1974 erschien Wonders siebzehntes Album Fulfillingess' First Finale, das ebenfalls zum Album des Jahres gekürt wurde. Es enthielt zwei Nummer-Eins-Singles, "Boogie on Reggae Woman" und "You Haven't Done Nothin", einen Hit, der Kritik an der Nixon Federation auslöste - komischerweise trat Richard Nixon 2 Tage später zurück. Wonder gewann in diesem Jahr weitere vier Grammys für das Album. Es war das zweite Nummer-Eins-Album von Wonder. Wonders nächstes Album Songs in the Key of Life erreichte ebenfalls die Nummer eins. Es war das von der Kritik am meisten gelobte Album von Wonder, und die Library of Congress nannte es kulturell, historisch oder ästhetisch bedeutsam. Es brachte fünf Singles hervor: Sir Duke, ein Lied, das die Freuden der Musik erklärt, I Wishishing for childhood days to come back As a ballad of love which will last till The Impossible happens, Another Star, eine rasante Ballade im kubanischen Stil, die im BBC-Werbevideo für die Weltmeisterschaft 2014 zu hören war, und Isn't She Lovely, ein Lied, das von der Tochter von Wonder, Aisha Morris, inspiriert wurde.(Wonder würde es nicht als Single veröffentlichen, obwohl es von einer Führungskraft in Motown damit beauftragt wurde). Die beiden erstgenannten Lieder erreichten Platz 1 der Billboard-Charts.
1979 veröffentlichte er ein Soundtrack-Album mit dem Titel Journey Through The Secret Life Of Plants für den Dokumentarfilm The Secret Life Of Plants. Für das Album wurde praktisch durchgehend eine Computermelodie verwendet. Das Album enthält die Nummer-1-Ballade Send One Your Love. Das Album wurde als seltsam albern und närrisch bezeichnet. Wonder machte Motown dafür verantwortlich, dass das Album nicht richtig beworben wurde. 1980 veröffentlichte Wonder "Hotter Than July" mit "I Ain't Gonna stand For It", einem Lied im Country-Stil über einen Mann, in dessen Besitz wiederholt eingedrungen wurde, Master Blaster (Jammin'), ein Reggae-Stück, das Bob Marley gewidmet war, "Lately", eine Ballade und "Happy Birthday", ein Lied in Erinnerung an Martin Luther King Jr., das für Wonders Kampagne verwendet wurde, Luthers Geburtstag zum Nationalfeiertag zu machen. Sein nächstes war ein Greatest Hits-Album mit dem Titel Original Musiquarium I mit 4 neuen Singles That Girl, Do I Do, Front Line und Ribbon in The Sky. 1983 steuerte Wonder Stay Gold zu dem Drama The Outsiders bei. Er plante dann ein Album mit dem Titel People Work, Human Play. Das Album tauchte nie auf, und stattdessen erschien 1984 sein nächstes Soundtrack-Album The Woman in Red, aus dem die Hit-Single "I Just Called to Say I Love You" hervorging, die in allen Ländern, die damals in den Charts standen, Platz 1 erreichte und damit zu seiner Bestseller-Platte wurde. Es war die einzige Nummer eins von Wonder im Vereinigten Königreich. Dort war sie sechs Wochen lang die Nummer eins. 1985 veröffentlichte Wonder das digitale Album In Square Circle und war auf der Single "That's What Friends Are For" von Dionne Warwick mit Elton John und Gladys Knight zu hören. Es erreichte die Nummer eins in den USA. Wonder teilte sich den Grammy Award für die beste Pop-Performance eines Duos oder einer Gruppe mit Gesang. 1987 veröffentlichte Wonder das Album Characters, das die Hit-Singles "Skeletons" und "You Will Know" enthielt, aber auf gemischte Zustimmung stieß. Michael Jacksons Album Bad wurde veröffentlicht. Wonder erschien mit "Just Good Friends" auf dem fünften Song des Albums. Im Dezember 1987 veröffentlichte Wonder eine Single mit dem Titel "Get It", ein Duett mit MJ im Gegenzug für Just Good Friends.
1991 erschien das dritte Soundtrack-Album von Wonder, Jungle Fever, einen Monat vor dem gleichnamigen Kinofilm. Das Album verhalf Wonder zu einem erneuten Aufstieg in die Top Ten der Albumcharts.
1995 veröffentlichte Wonder Conversation Peace. Es war sein erstes Album, das seit 1987 kein Soundtrack mehr war. Eine Single, "For Your Love", wurde aus dem Album herausgebracht. Sie gewann 2 Grammys für die beste männliche R&B-Gesangsdarbietung und den besten R&B-Song.
Im Jahr 2005 veröffentlichte Wonder sein erstes Album seit zehn Jahren, A Time to Love. Die Kritiker waren verärgert über die Tatsache, dass es zehn Jahre dauerte, bis er ein neues Album mit frischem Material veröffentlichte. Am 25. Juni 2011 trat Wonder bei der Eröffnungszeremonie der Special Olympics World Summer Games 2011 in Athen, Griechenland, auf.
Wonder sagte 2013, dass er 2014 zwei neue Alben veröffentlichen wird und ein drittes Album herausbringen wird. Die aktuellen Arbeitstitel sind Ten Billion Hearts, When The World Began und Gospel Inspired by Lula.
