u'nun yanında geri vokallik yapmayı kabul etti. 1987 Kuşadası Altın Güvercin Müzik Yarışması'na Sertab Altın (ilk eşinin soyadı) adıyla katılarak yarışmada "Akdeniz" şarkısını seslendirdi. 1989'da yine aynı adı kullanarak Klips grubuyla birlikte 1989 Eurovision Şarkı Yarışması Türkiye Elemeleri'ne "Hasret" şarkısıyla katıldı. Ancak elemelerde üçüncü olduğu için ülkeyi 1989 Eurovision Şarkı Yarışması'nda temsil edemedi. 1990'da elemelere ise Sertab Erener adını kullanarak katıldı ve seslendirdiği "Sen Benimlesin" şarkısıyla altıncı oldu. Aynı yıl Levent Yüksel ile evlendi. Yüksel ile evlenmesini şöyle anlattı: "Levent çok yakın arkadaşımdı; dosttuk. Onun sevgilileri vardı, benim sevgililerim vardı. Hep aynı orkestrada çalıştık. Ben boşandıktan sonra nasıl oldu bilmiyorum, adını koyamıyorum ama bir yakınlık oldu falan böyle sevgili durumuna geçtik. Birçok arkadaşım vardı benim ama Levent hep özeldi, hep ayrı bir yeri vardı. Özel bir şey hissediyormuşum demek ki. Hiç zorlamaya vermeden kendiliğinden oldu.

Sertab Erener, 1990'ların başında Sezen Aksu'nun desteği ile adını duyurmaya başladı. İlk stüdyo albümünü Aksu'nun yanı sıra Uzay Heparı, Aysel Gürel ve Garo Mafyan gibi isimlerle birlikte hazırladı. Özellikle Aksu, Erener'in albümü için fazlasıyla emek harcadı. Erener bu durumdan şöyle bahsetti: "Sezen'le bu ülkenin, bu toprağın müziğini öğrendim. Ondan sonra burada [Türkiye'de] yapılan müzikle ilgilenmeye başladım. Bu yüzden Sezen bana kaset yaparken çok zorlandı, beni nereye oturtacağını çok düşündü. Çünkü 'Sertab iyi İngilizce söyler, Türkçe söyleyemez.' diyorlardı. Kafasını, beynini ikiye böldü." "Sakin Ol!" adı verilen albüm, 1992'de yayımlandı. Sertab Erener, albüme adını veren şarkı ile ses getiren bir çıkış yaptı. Şarkının klibinde Aksu ve Uzay Heparı da oynayarak şarkıcıya destek oldu. "Milliyet", Erener'in "Sakin Ol!" sayesinde kendini bir anda zirvede bulduğunu yazdı. Erener, "Sakin Ol!" ile birlikte Türk pop müziğine yeni bir ses ve yeni bir soluk getirmeyi amaçladı. Çıktığı 25 gün içinde 300 bin kopya satan albüm toplam 750 bin kopya sattı. "Sakin Ol!"un yanı sıra "Aldırma Deli Gönlüm", "Ateşle Barut", "Vurulduk", "Oyun Bitti", "O, Ye" ve "Suçluyum" şarkılarına video klip çekildi. 1992'nin sonunda Erener, TRT 1 ve Kanal 6'nın 1993 yılbaşı için hazırladığı kutlama programlarında sahneye çıktı.

Şarkıcı 13 Mart 1993'te, 1993 Eurovision Şarkı Yarışması'nda Türkiye adına yarışacak şarkıcının belirlendiği ulusal elemelerin ara gösterisinde konser verdi. Haziran'da "Hey Girl" dergisinden Yılın Ümit Veren Şarkıcısı ödülünü aldı. Temmuz'da Rumeli Hisarı'nda konser verdi. 11 yaşından beri acılarını çektiği ülseratif kolitten kurtulmak için 1993'te ve 1994'te ABD'ye giderek üç kez ameliyat oldu. Hastalık yüzünden çektiği acıları "Bağırsağımda bir yara vardı ve yıllarca iyileşemedi. Hastaneler, diyetler, sokağa çıkamamalar, yataklar... Günde 35 kere tuvalete gidiyordum. Bağırsaklar hiçbir şey tutmuyordu." sözleriyle tarif etti. Ameliyatlar sonucunda kalın bağırsağının tamamı alındı ve bağırsağını dışarı çıkardıkları için bir yıl boyunca elinde torbayla dolaştı. Hastalık yüzünden öleceğini düşündüğünde kendi varoluşunu sorgulamaya başladı ve kafasında "Ben niye buradayım? Niye ben?" gibi soruların cevabını aradı. Böylece felsefe kitapları okudu ve meditasyona başladı.

Bir yandan ameliyatları sürerken bir yandan da albüm kayıtlarını yapan Erener, ikinci stüdyo albümü "Lâ'l"i 14 Ekim 1994'te yayımladı. 640 bin kopya satan albümdeki pek çok şarkının sözlerini Sezen Aksu yazdı. Albüme adını veren şarkı, "" belgeseli için bestelendi ve Deniz Gezmiş'e ithaf edildi. Ayrıca daha sonradan Sony Müzik'in yayımladığı "Sony Music 100 Years: Soundtrack for a Century" adlı milenyum setine dahil edildi. Sertab Erener, albümdeki "Sevdam Ağlıyor" ve "Rüya" şarkılarına klip çektirdi. Bu şarkılardan "Rüya"yı Sezen Aksu, Erener'in ülseratif kolit yüzünden olduğu ikinci ameliyat öncesinde, arkadaşının hastalığı yüzünden yaşadığı üzüntü üzerine yazdı. "Lâ'l"i tanıttığı Bostancı Gösteri Merkezi'ndeki konserinde Erener, Mozart'ın "Sihirli Flüt" operasının "Gece Kraliçesi" aryasını okudu. Daha sonra, operayı halktan herkesin sevdiği bir müzik hâline getirmek istediğini söyledi. Mart 1995'te Kral TV Video Müzik Ödülleri'nden En İyi Pop Kadın Sanatçı kategorisinde ödül aldı. Nisan'da "Miss Turkey" yarışmasında sahneye çıktı. Eylül'de ise Türkiye Cumhuriyeti Kültür Bakanlığı tarafından düzenlenen "1000 Sanatçıyla Doğu'ya Gidiyoruz" sloganlı konserler kapsamında Türkiye'nin doğusunda konserler verdi.

1996'nın başında "Kim" dergisi, hazırladığı Türkiye'nin En Rüküş Giyinen Kadınları listesinin altıncı sırasına Erener'i koydu. 18 Haziran 1996'da Erener ve eşi Levent Yüksel, anlaşmalı bir şekilde boşandılar. Çift, boşanmalarının sebebini "13 yıl sonunda aşkımız; kardeş, baba, anne duygularına dönüştü. Aşkın bittiği yerde evliliğin yürümeyeceğini düşündüğümüz için boşanmaya karar verdik." diyerek açıkladı. Erener, aynı yıl "Notre Dame'ın Kamburu" (1996) filminin Türkçe dublajında Esméralda'yı seslendirdi. Ayrıca Pentagram'ın gitaristi Demir Demirkan ile çıkmaya başladı. Yılın sonlarında üçüncü stüdyo albümü için kayıtlar yapmaya başladı. Bu albüme ilk kez kendi yazdığı şarkıları da dahil etti. Söz yazmaya başlamasıyla ilgili olarak şunları söyledi: "Alabildiğince yaşadığım, hissettiğim şeyleri anlatmaya çalıştım. Kendim yazmasam da şarkı sözü yazanları yönlendirdim. Önceki albümlerimde yorumcu olarak üretime katıldım. Bu kez besteci ve söz yazarı olarak da katılıyorum." Erener, üçüncü albümünü yayımlaması için Sony Müzik ile $100 bin tutarında bir albüm anlaşması imzaladıktan sonra, "Sertab Gibi" adını verdiği albümünü, Şubat 1997'de İmaj ve Sony etiketiyle yayımlandı. Albüm için ilk kez Demir Demirkan iş birliğine gitti. "Hürriyet"ten Lale Barçın İmer, "Sertab Gibi" ile Erener'in önemli bir adım attığını yazdı. "Aslolan Aşktır", "Seyrüsefer", "İncelikler Yüzünden", "Aaa" ve "Yara" şarkılarına klip çekilen "Sertab Gibi", Ağustos 1997'ye kadar 147 bin kopya sattı.

26 Ağustos 1998'de Sertab Erener, "Haydi Güneydoğu" kampanyası kapsamında düzenlenen "Güneydoğu Eğitim Seferberliği Konserleri"nde sahneye çıktı. Aynı ay Sony Müzik Türkiye'den Melih Ayraçman, Sertab Erener'i Avrupa'da tanıtmayı amaçladıklarını ve bunun için projelerinin olduğunu duyurdu. Aralık'ta Erener, Bizim Lösemili Çocuklar Vakfı yararına verilen konserde José Carreras ile aynı sahneyi paylaşarak şarkı söyledi. Müzikal projelerinin yanı sıra, Müjdat Gezen Sanat Merkezi'nde bir yıl öğretmenlik yaptı.

Sertab Erener, kendi adını verdiği dördüncü stüdyo albümünü Mart 1999'da Abdülhak Hamit'in "Makber" ve Mozart'ın "Gece Kraliçesi" eserleri eşliğinde Sony ve Columbia etiketiyle yayımladı. Albüm Türkiye'de D&R Çok Satan Albümler Listesi'nde bir numaraya yerleşerek yayımlandığı yıl içinde ülkede 427 bin kopya sattı. "Yanarım", "Zor Kadın", "Vur Yüreğim" ve "Yolun Başında" şarkıları "Sertab Erener" albümünün klip çekilen şarkıları oldu. "Vur Yüreğim", Kral TV Video Müzik Ödülleri'nden En İyi Şarkı Sözü ödülünü aldı. "Zor Kadın" ise hit oldu ve radyolarda çok çalınanlar listelerinde yer aldı. Daha sonradan Voice Male ile düet yapılarak yeniden yayımlandı. Aynı yıl Erener, "Private Emotion" şarkısında Ricky Martin'e eşlik etti. Efes Pilsen'in otuzuncu kuruluş yılı dolayısıyla 16 Ağustos'ta çıktığı Türkiye turnesindeki pek çok konserini, bir gün sonra meydana gelen Gölcük depremi yüzünden iptal etti. Eylül'de turneye devam etti ve konserlerden elde edilen gelirlerin depremzedelere gönderileceğini açıkladı. Yaptığı dünyaya açılma planları kapsamında 2000'de Avrupa'da "Sertab" adını verdiği bir derleme albüm yayımladı ve Avrupa'da konserler verdi. Nisan'da 23 Nisan Ulusal Egemenlik ve Çocuk Bayramı kutlamaları kapsamında Efes Antik Tiyatrosu'nda 20 binden fazla kişiye konser verdi. Temmuz'da, yine Avrupa'da adının duyulması için hazırladığı "Bu Yaz" adlı EP'yi yayımladı. EP'de, Mando ile birlikte yarısı Türkçe yarısı Yunanca olarak seslendirdiği "Aşk / Fos"a da yer verdi. "Hürriyet", Yunanistan'da da yayımlanan bu düetle birlikte Erener'in Türkiye dışına açıldığının tescillendiğini yazdı.

Mayıs 2001'de Sertab Erener, beşinci stüdyo albümü "Turuncu"yu yayımladı. Albüme bu adı vermesini "Turuncu, bir renk olmanın ötesinde pozitif enerjiyi temsil ediyor. Albümüm de neşeli, sıcak, pozitif bir enerji taşıyor. Ben insanları hayata bağlayan bir albüm yaptım. Çünkü çok büyük sağlık sorunlarım olduğu, çok sıkıştığım dönemlerde bile hayata hep pozitif bakmayı tercih ettim." sözleriyle anlattı. D&R'ın Çok Satan Albümler Listesi'nde bir numara olan ve 260 bin kopya satan "Turuncu"daki "Kumsalda" ve "Söz Bitti" şarkılarına klip çekildi. Aralık'ta Erener, Altın Kelebek Ödülleri'nden En iyi Türk Pop Müziği Kadın Solist kategorisinde ödül aldı ve "Kendime Yeni Bir Ben Lazım" şarkısını yayımladı. Şubat 2002'de çıkan Barış Manço'ya saygı albümü "Yüreğimdeki Barış Şarkıları"nda yer alan "Dağlar Dağlar" şarkısını seslendirdi.
Ocak 2003'te TRT, 2003 Eurovision Şarkı Yarışması'nda Türkiye'yi Sertab Erener'in temsil edeceğini duyurdu. Şubat'ta şarkının adının "Everyway That I Can" olduğu ve tamamın İngilizce sözler içerdiği de açıklanınca bu duruma tepkiler geldi. Türk Dil Kurumu, Türkiye'nin ve kültürünün tanıtımı açısından İngilizce bir şarkı yerine Türkçe bir şarkıyla katılma çağrısı yaptı. Erener, yaptığı açıklamada eleştirilere "Dünya standartlarına uymak için İngilizce sözler olması gerekiyor. Dünyanın yarısı İngilizce dinliyor, neden bir Türk sanatçısını İngilizce dinlemesinler? [...] İnsanlar Türkçe anlamıyor. Kendi dilimizle anlatmakta zorlanıyorsak, neden boşuna zorlanalım? TRT bana şarkı yaz getir dediğinde, ben de şartlarımı ortaya koydum. 'Şarkıyı İngilizce söylemek istiyorum' dedim." sözleriyle cevap verdi. 8 Mart'ta tanıtılan "Everyway That I Can", 24 Mayıs'ta Riga'da yapılan yarışmada 167 puan toplayarak birinci oldu. Böylece Türkiye, Eurovision Şarkı Yarışması'nda ilk birinciliğini elde ett