I tillegg til skuespillerkarrieren har Zendaya arbeidet innenfor musikkarrieren. Hun ga ut singlene «Swag It Out» og «Watch Me» i 2011, sistnevnte et samarbeid med Bella Thorne. Hun signerte med Hollywood Records i 2012. Hennes eponyme debutstudioalbum (2013) ble gitt ut til moderat suksess. Albumets ledende singel, «Replay», nådde topp 40 på den amerikanske Hot 100-listen. Zendayas største kommersielle suksess som musiker kom med hennes Zac Efron-samarbeid, «Rewrite the Stars», fra -lydsporet i 2017. Singelen nådde blant topp 20 av flere hitlister og har mottatt multi-platina-salgssertifiseringer globalt.