בתקווה להשיג הצלחה גם בתחום המוזיקה, גומז יצרה את להקת הפופ רוק סלינה גומז &amp; הסצנה. הלהקה פרסמה את אלבום הבכורה שלה באוגוסט 2009, אשר הגיע למקום התשיעי בבילבורד 200, עם מכירות של 66,000 עותקים בשבוע הראשון. האלבום קיבל ביקורת מעורבת, כמה מבקרים שיבחו את האלבום על טבעו ה"מהנה", בעוד שאחרים ביקרו את גומז על הביצועים הקוליים שלה. הסינגל המוביל נכשל מסחרית, אולם הסינגל השני זכה להצלחה. עם קידום כבד באמצעות דיסני ומופעים, השיר היה הצלחה ברדיו ובמכירות. בשנת 2010, גומז כיכבה כאחת משתי הדמויות הראשיות ברמונה וביזוס, עיבוד קולנועי של רומן הילדים "רמונה" מאת בוורלי קלירי. הסרט יצא לאור ב-23 ביולי 2010, וקיבל ביקורות חיוביות בדרך כלל. סלינה גומז &amp; הסצנה הוציאו את אלבום האולפן השני שלהם A Year Without Rain באותה השנה, אשר הגיע למקום הרביעי ב"בילבורד 200" עם מכירות של קצת מעל 66,000. האלבום קיבל ביקורות בשל השימוש באוטו-טיון על קולה של גומז. שני הסינגלים של האלבום השיגו הצלחה מתונה. גומז השיקה קו אופנה בשנת 2010 אשר יוצר מחומרים ידידותיים לסביבה.
בשנת 2011, גומז כיכבה בסרט מונטה קרלו. כדי להתכונן לתפקיד, גומז למדה איך לשחק פולו וגם לקחה שבועיים של אימון ווקאלי כדי ללמוד שני מבטאים בריטיים שונים. היא גם החלה מערכת יחסים עם ג'סטין ביבר באותה שנה, שנמשכה עד 2014. גומז הופיעה בתפקיד קמע בסרט "החבובות" "PrankStars" פרסמו את אלבום האולפן השלישי והאחרון שלהם באותה שנה. הסינגל השני בו הגיע למעמד "פלטינה מרובעת" בארצות הברית בעוד שני הסינגלים האחרים זכו להצלחה מתונה. ב-6 בנובמבר 2011 היא הנחתה את פרסי המוזיקה של MTV אירופה בעיר בלפסט שבאירלנד.
2012–2014: השקת קריירת סולו וקשיים אישיים.
גומז אישרה בינואר 2012 שהיא לוקחת הפסקה מהקריירה המוזיקלית שלה, ובכך השהתה את עבודתה על סלינה גומז &amp; הסצנה. בשנה זו, "המכשפים מוויברלי פלייס" הסתיימה רשמית בערוץ דיסני אחרי ארבע עונות מוצלחות. גומז קיוותה להתמקד בקריירה הקולנועית שלה מחוץ לדיסני, וכיכבה לצד אדם סנדלר וסטיב בושמי בסרט האנימציה מפלצת של מלון. הסרט הושק בפסטיבל הסרטים הבינלאומי בטורונטו ויצא ב-28 בספטמבר 2012. לגומז היה תפקיד בסרט ספרינג ברייקרס ב-2013 בכיכובו של ג'יימס פרנקו, הסרט הציג את גומז בתפקיד בוגר יותר מעבודותיה הקודמות. בשנת 2013, גומז כיכבה בסרט Getaway, לצד אית'ן הוק. הסרט היה כישלון ביקורתי ומסחרי, והשיג לגומז מועמדות בקטגוריית השחקנית הגרועה ביותר בפרס פטל הזהב. היא גם כיכבה בסרט המיוחד של ערוץ דיסני , בשנת 2013.
למרות טענותיה הקודמות לגבי הפסקת הקריירה המוזיקלית שלה, אישרה גומז באוקטובר 2012 שהיא עובדת על אלבום חדש. מאוחר יותר היא אישרה שהיא תוציא את אלבום הסולו הראשון שלה, לעומת אלבום נוסף עם הלהקה שלה. גומז הוציאה את "Come &amp; Get It" בתור הסינגל המוביל מתוך האלבום. הסינגל היה השיר הראשון של גומז שנכנס למצעד הבילבורד הוט 100. ב-23 ביולי 2013 Stars Dance יצא לאור. הוא הפך לאלבום הראשון שלה שהגיע למקום הראשון בבילבורד 200, עם מכירות של כ-97,000 עותקים בשבוע הראשון שלו. התקליט התוודע לביקורות מעורבות שבהן כמה מבקרי מוזיקה שמו לב לחוסר היכולת של גומז ליצור זהות מוזיקלית משלה ולהיעדר יכולות ווקאלית מצדה. נכון לספטמבר 2015, האלבום מכר 392,000 עותקים בארצות הברית, ובכך הפך לאלבום האולפן הכושל ביותר שלה. הוא היחיד שלא קיבל אישור מסחרי מאיגוד תעשיית ההקלטות האמריקאי.
גומז יצאה ל-Stars Dance Tour ב-14 באוגוסט 2013. אחרי ההופעות בצפון אמריקה ובאירופה, הסיור היה אמור להימשך לאורך כל 2014, אם כי גומז ביטלה את סבב ההופעות באוסטרליה ובאסיה בדצמבר 2013, בטענה שהיא לוקחת הפסקה כדי לבלות עם משפחתה. בחודש ינואר 2014, דווח כי גומז בילתה שבועיים במרכז טיפול באריזונה המתמחה בטיפול בהתמכרות וטראומה אצל אנשים צעירים. נציגיה הכחישו שאשפוזה היה בכפייה ובשל בעיות התמכרות שונות. אף על פי שסירבה להגיב בתחילה, גומז אישרה ב-2015 שהיא אובחנה בזאבת, ושהיא ביטלה את סיבוב ההופעות ונכנסה לגמילה כדי לעבור כימותרפיה. גומז הופיעה בסרט משתוללת ב-2014 עם דילן מקדרמוט ונאט וולף. הפרויקט, שצולם לפני שהותה של גומז בגמילה, יצא באוגוסט 2014 ונכשל מסחרית וביקורתית. אפילו מחבר הרומן האוטוביוגרפי המקורי, התכחש לסרט. מאוחר יותר היא הופיעה בסרט חסר כיוון, הופעת הבכורה של ויליאם ה. מייסי כבמאי. הסרט העצמאי קיבל ביקורות מעורבות.
2015–2016: "Revival" והפסקה זמנית.
תוך כדי עבודה על אלבום האולפן השני שלה, גומז שיתפה פעולה עם זד בסינגל שלו "I Want You to Know" בשנת 2015, שיצא כסינגל המוביל מאלבומו השני ב-23 בפברואר. הסינגל זכה להצלחה במצעדי הפזמונים. גומז הפכה לפנים של מותג מוצרי הטיפוח לשיער פנטן ב-2015. גומז הוציאה את "Good for You" כסינגל הבכורה שלה מאלבום האולפן השני שלה ב -22 ביוני 2015; הסינגל כולל את הראפר אייסאפ רוקי. השיר מכר 179,000 עותקים בשבוע הראשון של יציאתו, והיה הסינגל המצליח ביותר שלה בארצות הברית. באוגוסט 2015, גומז הופיעה בסרט התיעודי "Unity" לצד שחקנים ושחקניות רבים אחרים. היא חזרה על תפקידה של מייביס במפלצת של מלון 2, שיצא לאור ב-25 בספטמבר; הסרט היה הצלחה ביקורתית. באותו שנה גומז דורגה במקום ה-29 ברשימת האנשים המשפיעים ביותר בהוליווד של מגזין פורבס.
גומז הוציאה את אלבום האולפן השני שלה, Revival ב-9 באוקטובר 2015. האלבום זכה לתגובות חיוביות מצד המבקרים, אשר שיבחו את הפקת האלבום ואת התוכן הלירי. האלבום הגיע למקום הראשון בבילבורד 200, עם מכירות בשבוע הראשון של 117,000 אלבומים, שיא מכירות שבועי של גומז. "Same Old Love" יצא כסינגל השני מהאלבום, וזכה להצלחה דומה לשל סינגל הבכורה. "Hands to Myself" היה הסינגל השלישי מהאלבום. גומז עשתה תפקיד קמע בסרט מכונת הכסף, אשר יצא ב-11 בדצמבר על ידי סרטי פרמאונט. היא הייתה האורחת המוזיקלית ב-23 ינואר 2016 בפרק של סאטרדיי נייט לייב, בכיכובה של רונדה ראוזי. מאוחר יותר, ב-3 במאי 2016, הוציאה את הסינגל הרביעי והאחרון מתוך האלבום, "Kill Em with Kindness".
בינואר 2016 השתתפה בשיר "We Don't Talk Anymore" של צ'ארלי פות' אשר זכה ל-1.2 מיליארד צפיות ביוטיוב. הדואט של השניים יצא כסינגל השלישי הרשמי מתוך אלבום הבכורה של פות'. הוא הופץ לשירות הסטרימינג spotify ללא פרסום מקדים. הוא מתאפיין בהפקה אקוסטית ומינימליסטית.
גומז יצאה ל-"Revival Tour", ב-6 במאי. גומז טענה שסיבוב ההופעות יתמקד רק בה כאמנית, ולכן יש בו פחות כוריאוגרפיה ואפקטים מסיבוב ההופעות הקודם שלה. אחרי ההופעות בצפון אמריקה, אסיה ואוקיאניה, היא ביטלה את ההופעות המתוכננות באירופה ודרום אמריקה באוגוסט 2016 עקב חרדה, התקפי חרדה ודיכאון שנגרמו על ידי הזאבת שלה. לגומז היה תפקיד אורח בסרט הקומדיה שכנים 2. גומז כיכבה בסרט היסודות של האכפתיות ב-2016 לצד פול ראד, שהושק בפסטיבל סאנדנס בינואר 2016. הסרט יצא ב-24 ביוני. הוא נתקל בביקורת מעורבת. היא גם כיכבה ב-"In Dubious Battle" לצד ג'יימס פרנקו. הסרט יצא ב-3 בספטמבר 2016.
בעקבות ביטול סיבוב ההופעות שלה, גומז נכנסה לגמילה כדי להתמקד בבריאותה הנפשית ונעלמה במידה ניכרת מהמדיה החברתית. היא עשתה את ההופעה הציבורית הראשונה בפרסי המוזיקה האמריקאית ב-2016, שם היא הייתה מועמדת לשני פרסים עבור אמנית הפופ רוק, אשר בו גם זכתה ואמן השנה.
2017–2019: "13 סיבות" ושיתופי פעולה.
ב-4 בפברואר 2017, היא הציגה קטע של שיר חדש על בסיפור שלה באינסטגרם. חמישה ימים לאחר מכן, ה-DJ הנורווגי קייגו פרסם קטע משיתוף הפעולה שלו עם גומז. גומז וקייגו אישרו את הסינגל ששמו "It Ain't Me" באמצעות דיווחי התקשורת החברתית שלהם. שבוע לאחר מכן, יצא לאור ב-16 בפברואר. הסינגל זכה להצלחה רבה ומכר בשבוע הראשון שלו כ-201,000 עותקים, נכון ליוני 2017 הקליפ זכה ליותר מ-400 מיליון צפיות ב-YouTube והגיע בשיא שלו למקום עשירי במצעד הבילבורד האמריקאי, ובמדינות אחרות אף הגיע לראש המצעדים.