Michele w latach 2009-2015 grała w serialu Glee, emitowanym przez stację FOX, w roli gwiazdy chóru szkolnego Rachel Berry. Odcinek pilotażowy został wyemitowany 19 maja 2009 roku. Michele zdobyła nagrodę Gildii Aktorów Ekranowych za wybitne osiągnięcia zespołu i w 2009 roku Satelitę dla najlepszej aktorki w serialu komediowym. Otrzymała również nominację do nagrody Emmy, dwie nominacje do Złotego Globu (2010, 2011) i nagrodę Teen Choice Award za tę rolę. Jej cover The All-American Rejects "Gives You Hell" znalazł się w pierwszej 40 na liście Billboard 200.