Il debutto musicale è al Festival di Castrocaro del 1968. L'album d'esordio "Mannoia Foresi & Co" risale al 1972.

La prima occasione di incontro con il grande pubblico è al Festival di Sanremo del 1981 dove Fiorella presenta "Caffè Nero Bollente". Ma la vera svolta per la carriera di Fiorella arriva con il Festival di Sanremo del 1984 e con l'interpretazione di "Come Si Cambia". 
Nel 1985 pubblica "Momento Delicato" e nell'86 "Fiorella Mannoia".o

Al Festival di Sanremo 1987 presenta "Quello Che Le Donne Non Dicono" brano espressamente scritto per lei da Enrico Ruggeri e che vince il premio della critica.
Nel 1988 ha un altro incontro importante, quello con Ivano Fossati. Sua infatti "Le Notti Di Maggio" con cui Fiorella torna a Sanremo, aggiudicandosi nuovamente il premio della critica.

Segue "Canzoni Per Parlare", che racchiude in sé alcune delle più prestigiose firme della canzone italiana: Fossati, Ruggeri, Ron, Cocciante. È il disco della svolta, del definitivo riconoscimento di critica e pubblico.

Nel 1989 esce "Di Terra E Di Vento". È l'album della raggiunta maturità artistica: alle firme già presenti nel precedente lavoro, si aggiunge Francesco De Gregori.
Il 1992 vede consolidarsi la felice collaborazione con Ivano Fossati che scrive per lei "I Treni A Vapore" che da il titolo al nuovo album. All'interno tra le altre "Tutti Cercano Qualcosa" altro gioiello di Francesco De Gregori, "Il Cielo D'Irlanda" di Massimo Bubola e “Inevitabilmente" di Ruggeri-Schiavone.

Nel 1994 esce "Gente Comune". All'interno Fiorella collabora con Francesco De Gregori, con Caetano Veloso e, altra novità, la collaborazione con il giovane Samuele Bersani.
"Belle Speranze" (1997) rappresenta un momento di svolta. Fiorella tenta di dare voce ai linguaggi nuovi e diversi: ecco allora comparire Daniele Silvestri, Avion Travel e Gian Maria Testa tra gli altri.
Nel 1999 esce "Certe Piccole Voci" primo disco live della sua carriera che supererà il doppio disco di platino, con al suo interno l'inedito firmato da Ivano Fossati, "L'amore Con L'Amore Si Paga" e una versione di "Sally", scritta da Vasco Rossi.

Partecipa come super ospite all'edizione 2000 del Festival di Sanremo.
Nel 2001 esce "Fragile", altro disco di grande successo. Ne segue una lunga tournée che vince il premio come "Miglior Live Dell'Anno".
Da un'idea di Pino Daniele nell'estate 2002 parte una tournée che vede sul palco, insieme a Pino, Francesco De Gregori, Ron e Fiorella. 27 concerti, oltre 180.000 spettatori, un grande successo sfociato in un DVD e un disco.

Nell'inverno 2003 Fiorella decide di ripartire da sola per una lunga tournée teatrale, senza un disco in uscita, ma con un repertorio inedito, con nuove sonorità e arrangiamenti. La tournée dura due anni e ne viene tratto il cd/dvd "Concerti".
Nel 2006 esce "Onda Tropicale", in cui affronta il suo rapporto con la musica brasiliana. Nell’album Fiorella duetta anche in portoghese.
Nell’album sono coinvolti Artisti come Chico Barque, Caetano Veloso, Gilberto Gil e molti altri.

Nel 2007 esce "Canzoni Nel Tempo", una raccolta in doppio cd dei maggiori successi di Fiorella, alcune versioni live, tre duetti inediti e due cover inedite.
Nel 2008 Fiorella pubblica il nuovo album intitolato "Il Movimento Del Dare", con grandi “firme” come Ivano Fossati, Franco Battiato, Luciano Ligabue, Tiziano Ferro, Jovanotti, Pino Daniele, Bungaro.
Nel 2009 esce il cd/dvd "Ho Imparato A Sognare" che contiene dieci cover di canzoni celebri di cantautori italiani, una nuova versione di “Caffè Nero Bollente” e “L’amore si odia”, in duetto con Noemi.
Il 2009 è anche l’anno di due grandi concerti-evento a cui Fiorella partecipa in prima linea, in favore dei terremotati dell’Abruzzo: "Corale per il popolo d'Abruzzo" allo Stadio Olimpico di Roma e "Amiche per l'Aruzzo" allo stadio San Siro di Milano.

Nel 2010 Fiorella si esibisce per la prima volta in live in versione acustica nel corso dell'Acoustic Tour, che trova il suo coronamento nell'uscita del cd/dvd live "Il Tempo e L'Armonia" impreziosito dal brano inedito "Se Veramente Dio Esisti" scritto dagli Avion Travel.
Nel 2011 Fiorella si ferma per lavorare al nuovo album di inediti ma l’anno è caratterizzato da un'unica performance il 4 luglio alle Terme di Caracalla di Roma. Un concerto inserito nell’ambito di un progetto di solidarietà attraverso l’associazione Axè.
Nel 2012 il nuovo disco di inediti “Sud”, che vede per la prima volta Fiorella in veste di cantautrice. Un concept album, dedicato a tutto il Sud del mondo, con il singolo “Io Non Ho Paura”. Lo strepitoso tour è raccolto nel cd/dvd “Sud Il Tour”.

Prende parte a Italia Loves Emilia, concerto di beneficenza unico e senza precedenti in Italia, che ha raggiunto le 150.000 presenze al Campovolo di Reggio Emilia.
Nel 2013 Fiorella torna con un nuovo progetto musicale: “A Te”, album-tributo a Lucio Dalla (cd+dvd) che conquista ii disco di platino. Fiorella presenta i brani inclusi in “A te” e altri grandi successi del repertorio di Dalla in tre eccezionali eventi sold-out all’Auditorium Parco della Musica di Roma. Nel febbraio 2014, l’album esce in una veste con 5 nuovi brani.
Nell’ottobre 2014 esce “Fiorella”, straordinaria antologia che vede la partecipazione di nomi eccellenti del panorama musicale italiano e che viene certificata disco di platino.

La tournée “Fiorella Live” tocca teatri e prestigiosi spazi all’aperto con oltre 60 date in tutta Italia fino all’estate 2015, per concludersi con un concerto-evento all’Arena di Verona il 7 settembre. Per l’occasione Fiorella è accompagnata da ospiti d’eccezione tutti riuniti per festeggiare i 40 anni di carriera di Fiorella.
Con Bungaro e Cesare Chiodo scrive il brano “Perfetti Sconosciuti”, colonna sonora dell’omonimo film di Paolo Genovese, uscito nel febbraio 2016. Il brano riceve il Nastro D’Argento 2016 per la Migliore Canzone Originale.

Il 1° aprile 2016 esce l’album “Amici non ne ho...ma amiche sì” di Loredana Bertè, di cui Fiorella è produttrice artistica.
Nell’estate 2016, a distanza di quasi tre anni dalla pubblicazione dell’album “A te”, Fiorella torna a dedicare a una serie di concerti al grande
Lucio Dalla, con un emozionante live che porta in tournée per tutta l’Italia.
È direttrice artistica di “Amiche in Arena”, il concerto evento contro la violenza sulle donne nato intorno al repertorio di Loredana Berté, che vede avvicendarsi 16 artiste all’Arena di Verona il 19 settembre e che l’11 novembre esce in cd/dvd.

È chiamata da Michele Placido a recitare il ruolo di una delle protagoniste del suo film tutto al femminile “7 Minuti”, che racconta la vicenda di 11 operaie, presentato alla Festa del Cinema di Roma 2016.
Anticipato dall’omonimo primo singolo, il 4 novembre 2016 esce il nuovo album di inediti “Combattente”, che vede la collaborazione con autori
della nuova generazione, ma anche storici nomi della canzone d’autore: Ivano Fossati (in un brano in cui Fiorella è autrice del testo e Fossati delle musiche), Giuliano Sangiorgi, Federica Abbate, Cheope, Fabrizio Moro, Bungaro, Cesare Chiodo. “Combattente Il Tour” macina un sold out dopo l’altro nei più prestigiosi teatri d’Italia.
Nell’anno 2017 Fiorella nel mese di febbraio è in gara al 69° Festival di Sanremo, con il brano “Che sia benedetta” ed a settembre conduce il programma per la RAI “Uno, due, tre….. Fiorella” in onda per due sabati in prima serata.

A febbraio 2019 esce il CD “Personale” che contiene il singolo scritto da Ultimo “Chissà da dove arriva una canzone” e “Padroni di niente” scritto da Amara.
A gennaio 2021 conduce per la RAI il programma “La musica che gira intorno”, lo show porta il titolo della canzone di Ivano Fossati.
Il 2 giugno 2022 Fiorella conduce “DallArenaLucio” con Carlo Conti una serata evento all’Arena di Verona per ricordare Lucio Dalla in onda su RAI 1. Il 12 giugno 2022 Fiorella partecipa all’evento benefico per la raccolta fondi in difesa delle donne svoltosi a Campovolo “Una, nessuna, centomila”. Sempre nel 2022 Fiorella conduce su RAI3 “La versione di Fiorella” una striscia di mezz’ora per 3 volte a settimana.

Da giugno 2023 per tutta l’estate, Fiorella è impegnata negli spettacoli live piano e voce con “Danilo Rea”. Avendo riscosso un grande successo di pubblico il “Tour Luce” è ripreso ad ottobre e terminerà il 23 dicembre 2023.
Nel mese di agosto Fiorella ha diretto, in qualità di “Maestra Concertatrice” “la Notte della Taranta” a Melpignano nel Salento.