2009年，千玺加入“飞炫少年”组合，于2011年退出。2013年1月发行个人首支单曲《梦想摩天楼》。2013年8月6日，与王俊凯、王源以TFBOYS组合形式出道，陆续发行专辑《Heart梦·出发》、《魔法城堡》、《青春修炼手册》。2014年，以组合身份先后演唱电影《我就是我》主题曲第二弹《想唱就唱》、动画电影《洛克王国3：圣龙的守护》推广曲《魔法城堡》、步步高家教机广告主题曲《为梦想，时刻准备着》、中央电视台大型电视公益节目《开学第一课》同名主题曲《开学第一课》。
2009年8月8日，北京奥运会一周年纪念日，参与中央电视台少儿频道《成长在线》纪念奥运特别节目《回首奥运》，表演歌曲“北京欢迎你”和歌曲“我相信”。
2009年，千玺加入“飞炫少年”组合，成为组合中的乖乖虎，健康少年—千玺。
