בשנת 1987, כשהיה כבר בן 34, הוציא בנאי את אלבומו הראשון "אהוד בנאי והפליטים", שנחשב לאחד האלבומים החשובים ברוק הישראלי של שנות ה-80, וכלל שירי זעם ומחאה חברתית. למשל, בשירו "עבודה שחורה" הוא מוחה על אפליית היהודים בני העדה האתיופית וקורא לשוויון בישראל ("ומי ידע אם אברהם לא היה שחור"; "הם שָנִים חלמו על בית ועכשיו זו המציאות, גם בבית זה קורה, נמשכת הגלות"). בשיר "ערבב את הטיח", שר בנאי על הפועלים הערבים מעזה, על דרכם בין המחסומים, על עבודתם הקשה ומשכורתם הדלה. בשיר "דם" מקונן בנאי על הרעות החולות של העיר אמסטרדם. בשיר "ממשיך לנסוע" בנאי מבטא את סלידתו מהעיר הגדולה ואת הרגשת החופש כשהוא יוצא ממנה ("הלב שקפא הפשיר / לא חוזר לעיר / ממשיך לנסוע...").
בשנת 1988 כתב בנאי ללחן של רמי קלינשטיין את הלהיט "עטוף ברחמים" לאלבומה השני של ריטה, "ימי התום".
בשנת 1989 הוציא בנאי את אלבומו השני, "קרוב", בעל צליל יותר מזרחי ופחות רוקיסטי, וכלל שירים רבים שהפכו ללהיטים, כגון "רחוב האגס 1", "כולם יודעים" ו"רוחות הצפון". מתוך האלבום התפרסם גם השיר "החזיון לפרנצ'סקו גויא", אותו ביצע בנאי בדואט עם יהודית תמיר. השיר נכתב בידי פנחס שדה, ומתכתב עם הציור Fantastic vision של הצייר הספרדי פרנצ'סקו גויא (התפרסם בספר "שירים, 1947-1970" שיצא ב-1970). מפגש זה עם שדה הוביל את בנאי גם לערב משותף איתו בתחילת שנות ה-90.
באותה שנה הוציא בנאי גם תקליט עם אביו יעקב בנאי, הנקרא "תחת שיח היסמין" והוקדש לאגדות-עם פרסיות שעיבד וסיפר אביו של בנאי. בתקליט סיפר יעקב סיפורים ששמע מבית סבו, אליהו בנאי, ואהוד ליווה אותו בנגינה על עוד.
ב-1992 יצא אלבומו השלישי של בנאי, בהפקת אוסי שילוח, שאף מתפקדת כמנהלת האישית של בנאי מאז עד היום, ובהפקתה המוזיקלית של יהודית רביץ. אלבום זה, הנושא את השם הסמלי "השלישי", כלל להיטים כגון "דוד ושאול", "פלורנטין", ו"אל תפחד". הוצאת האלבום לוותה בסיבוב הופעות מוצלח.
ב-1996 יצא אלבומו הרביעי של בנאי, "עוד מעט", אשר כלל בין היתר את השירים: "סרט רץ", "יוצא לאור", "אביא לך", "בוא הביתה", והלהיט הגדול ביותר של בנאי עד אז, "מהרי נא" ("הילד בן שלושים"). השיר הפך לסמל החוויה של אדם שאינו מצליח לגבש זהות של מבוגר ולמצוא כיוון בחיים, גם כשמלאו לו כבר שלושה עשורים, והוא שאוב מהחוויות האוטוביוגרפיות של בנאי עצמו, שנכשל כליל מבחינה מקצועית עד סוף שנות העשרים לחייו ועסק בעיקר בעבודות כפיים, בשיר מביע בנאי געגוע לאמו שנפטרה. לחן השיר מבוסס על שיר של דימיטריס מיטרופּאנוס. שיר נוסף ידוע מהאלבום הוא "כשחיכיתי לך על הספסל".
בשנת 1998 יצא אלבומו החמישי של בנאי "טיפ טיפה", שהיווה אסופה של שירים וקטעים כליים מסרטים ומהקלטות שונות. בין היתר כלולים באלבום השירים: "טיפ טיפה", "ניצוץ האהבה", "הכוכב של מחוז גוש דן", "ל"ג בעומר" ו"אנחת האדמה", אותו ביצעה במקור יהודית תמיר ב-1988 ולא יצא עד אז על גבי אלבום שלם.
בשנת 2001 הוציא בנאי ספר בשם "זוכר כמעט הכל", הכולל רשמים ממסעות, אירועים ואנקדוטות שונות.
ב-2004 הוציא בנאי את אלבומו השישי, "ענה לי". את השירים באלבום כתב והלחין בנאי לבדו, פרט לשיר "סטארטר" שנכתב על ידי יוסי אלפנט. בחלק מהשירים השתתף בלחן מפיק האלבום גיל סמטנה. בין היתר מצויים בו הלהיטים: ״בלוז כנעני", "היום", "גבולות", "ברוקלין" ו"היברומאן". האלבום זכה להצלחה רבה, ובעקבותיו יצא בנאי למסע הופעות רחב. בעקבות האלבום זכה בנאי בתואר זמר השנה במצעד הפזמונים העברי השנתי של רשת ג', ובתארים "זמר השנה", "תמלילן השנה" ו"אלבום השנה" בטקס פרסי עמ"י של ערוץ 24.
ב-2005 העלה שני מופעים, "פרפרי הבטון" ו"רפרפי הנבוט", בהם הופיע תחת השם "עזרא טיסונה". במופעים אלה ניגן בנאי עם להקתו בעיקר גרסאות כיסוי לשירים של יוצרים שהשפיעו עליו. באותה שנה זכה בפרס משרד החינוך והתרבות.
ב-2006 יצא לאור האוסף המשולש "ממשיך לנסוע", המאגד 39 משיריו כפי שבוצעו בהופעות. מתוכו יצא כסינגל הביצוע ל"רוחות הצפון".
בספטמבר 2008 הוציא בנאי אלבום זמירות בשם "שיר חדש". באלבום זה מילות השירים מבוססות על טקסטים מסורתיים - זמירות, פיוטים, תפילות המושרים בהזדמנויות שונות. את הלחנים שאב בנאי ממספר מקורות - משפחתו, בתי הכנסת התימני והאשכנזי שבשכונתו והרב שלמה קרליבך. במספר שירים באלבום משתתפים אשתו של בנאי אודליה ואביו יעקב. מתוך אלבום זה יצאו הסינגלים "שלשה דברים", "אל אדון על כל המעשים", "השמיעיני את קולך" ו"הנשמה לך". האלבום הגיע למעמד אלבום זהב תוך שבוע מיום צאתו לחנויות.
בסוף שנת 2008 יצא הסרט "חייב לזוז" לאקרנים בסינמטקים. הסרט בבימוי של אבידע ליבני, מציג את תחילת דרכו של בנאי, עת היה חבר בלהקת "הפליטים".
באפריל 2011 הוציא את האלבום "רסיסי לילה", הכולל 14 רצועות, לרבות שלושה קטעים אינסטרומנטליים הנקראים כל אחד מהם "רסיס לילה". באופן מובהק, השירים המילוליים באלבום זה מכילים כמות רבה מאוד של טקסט יחסית לאלבומים קודמים. גם באלבום זה שיתף בנאי פעולה עם גיל סמטנה, שהפיק את האלבום, והלחין יחד עם בנאי שלושה משיריו. את השיר "כמו ציפור ושרה" מהאלבום כתב בנאי יחד עם בתו מרים ושר בדואט עם אשתו אודליה. כמו כן נכלל באלבום שיר בשם "עד הפעם הבאה", ששימש כשיר הנושא של הסרט "". הסינגל הראשון מהאלבום, "אני הולך", זכה להצלחה והגיע לראש מצעדי הפזמונים. שירים נוספים שהתפרסמו מהאלבום הם "אבן ספיר" ו"פרפרי הקצב". כשלושה שבועות לאחר יציאתו הגיע האלבום למעמד של אלבום זהב.
באוגוסט 2012 הוציא ספר בשם "זה המקום". בספר שישה סיפורים קצרים, הנעים בין חייו בהווה לבין זכרונות מעברו. באותה שנה יצא גם אלבומו "באופק אחר", ובו הקלטות מחודשות לשיריו בעיבודים חדשים של המוזיקאי עמי רייס. האלבום כלל גם שני שירים חדשים, שלא נכללו קודם לכן על גבי אלבום: "הסביבה הזמן והמצב" ו"על דרך שיר".
בשנת 2016 הוציא ביחד עם להקת "הדג נחש" את הסינגל "רעדה האדמה". השיר, אשר זכה להצלחה רבה ביוטיוב וברדיו, נכלל באלבום השביעי של "הדג נחש": "שותפים בעם". באפריל באותה שנה, יצא האלבום "ילד תוף - אופרת רוק" מאת ישראל כסיף, בו התארח בנאי בשיר "תן וקח".
בשנת 2017 הוציא יחד עם ברי סחרוף את האלבום היא הופיעה כמו הרוח, שכולל 12 שירים שתורגמו מלאדינו, ברובם בידי סחרוף ובנאי. באותה שנה הוציא גם אלבום אולפן בשם "EB=MC²", יחד עם המוזיקאי האנגלי מייקל צ'פמן .
בינואר 2020 הוציא את האלבום "הולך ומתקרב" ובו 12 שירים חדשים.
בשנת 2021 שיתף פעולה יחד עם המשורר יונתן ברג והוציא איתו אלבום EP שבו שישה שירים מהספר 'אור וזמן' של ברג.
זה המקום – תוכנית רדיו של אהוד בנאי.
בספטמבר 2012 החל בנאי להגיש תוכנית שבועית בתחנת הרדיו גלי צה"ל בשם "זה המקום", בעלת שם זהה לשם ספרו אשר יצא לאור קודם לכן באותה שנה. בנאי הוא גם העורך של התוכנית ובוחר את המוזיקה אשר תשודר, בחלקה מהתקליטייה האישית שלו. בכל תוכנית עוסק בנאי בנושא אחד, ומשלב בתוכנית שירים וסיפורים בנושא זה.
הרכב ג'יש.
בשנת 1987, בעת ביקור בראש פינה אצל דרורה חבקין, פגש בנאי לראשונה את המוזיקאים ג'ורג' סמעאן וסאלם דארוויש, אשר ניגנו יחד עמה, והם העבירו לילות בסשנים מוזיקליים. בהמשך, הזמינם בנאי להשתתף במופע הבכורה של "אהוד בנאי והפליטים" בבית דני בשכונת התקווה. החיבור ביניהם הוביל לסיבוב הופעות משותף בארצות הברית. בשנת 2003 הפיק בנאי יחד עם עובד אפרת את האלבום "הלה" של ג'ורג' וסאלם. בשנת 2009 הוקם ההרכב ג'יש, אשר כולל את ג'ורג' סמעאן (עוד, כנור ושירה), סאלם דרוויש (כלי הקשה ושירה), גיל סמטנה (גיטרה בס והפקה מוזיקלית) ואהוד בנאי (גיטרות, מפוחית ושירה). המוזיקה שבנאי מנגן עם ההרכב מאופיינת בצלילים ערביים והותירה חותמה במגוון משיריו כדוגמת "ניצוץ האהבה", "האביב בפתח", "גבולות", "טיפ טיפה" ועוד. מאז המשיכה הלהקה בהופעותיה.
פרס אקו"ם על מפעל חיים.
בשנת 2018, קיבל "פרס מפעל חיים ליוצר" על שמו של אהוד מנור. מדברי השופטים בוועדת הפרס: "היכולת המופלאה לספר סיפור בשיר, ולמלא אותו בצבעים וגוונים מכל קשת המוזיקה בישראל הופכת את אהוד בנאי לאחד החשובים והמרתקים מבין היוצרים הישראלים".
מאפיינים.
במוזיקה של בנאי ניכרות השפעות של רוק ובלוז משנות השישים, וגם השפעות ממקורות עתיקים יותר, כמו מוזיקה הודית וערבית. לדבריו זו גם המוזיקה שהוא עצמו שומע. במילות שיריו ובספרים שכתב ניכרת התבוננות בזולת, הוא פחות מכונס בעצמו ופחות שר על האהבה והפרידות שלו, ויותר על תופעות שנתקל בהן, על תהליכים חברתיים, על המדינה ועברה, על עצב וגעגוע. ברבים משיריו נוהג בנאי להדגיש את הקשר שלו לנושאים יהודיים.
מהשפעותיו ניתן למנות את בוב דילן, לאונרד כהן, קט סטיבנס, פנחס שדה, מארק נופלר, ניל יאנג, ג'טרו טאל, אלן גינסברג, ג'ק קרואק, פיירפורט קונבנשן, ניק דרייק, מייקל צ'פמן (איתו הוציא אלבום משותף בשנת 2017), מאיר אריאל וכן גם מוזיקה מן המזרח.
בהופעות מופיע כמעט תמיד על גיטרה חשמלית, הוא מנגן גם על מפוחית לעיתים ועל גיטרה אקוסטית. הוא מוקיר את קטעי הסולו-גיטרה בהופעות, ואף התבטא בבדיחות בראיון שאצלו כל השירה וההפקה הם רק תירוץ כדי לעשות את הסולו-גיטרה.
בנאי שיתף פעולה במופעים ובהופעות עם אמנים רבים, ביניהם משינה, ברי סחרוף, רמי פורטיס, דודי לוי, ארקדי דוכין, יהודית רביץ, כנסיית השכל, מאיר בנאי, יוסי אלפנט, מיכה שטרית, גידי גוב, יזהר אשדות, שלום חנוך, שולי רנד, משה לוי, עמיר לב, רונה קינן וקלקסיקו.
חייו האישיים.