De kom videre til de direkte sendte sendingene og ble veiledet av Tulisa Contostavlos. Den 26. oktober 2011 kunngjorde Rhythmix at de ville endre navnet grunnet at andre het det samme. Den 28. oktober 2011 ble det kunngjort at gruppens nye navn ville være Little Mix. Gruppa er den første jentegruppen som har kommet seg forbi den 7. direktesendingen. Den 11. desember ble Little Mix utropt som vinnere, noe som gjør dem til den første gruppen noensinne til å vinne showet. Deres vinnersingel var en utgave av Damien Rices sang «Cannonball», som ble utgitt via digital nedlasting fra 11. desember 2011, og på CD den 14. desember 2011. Deres debutsingel toppet den britiske singellisten 18. desember 2011.