Ihre erste Rolle spielte sie in der Fernsehserie Barney & Friends, wo sie auch Demi Lovato kennenlernte, nachdem sie im Alter von zehn Jahren bei einem von Disney veranstalteten Talentwettbewerb entdeckt worden war.

Seither trat sie in verschiedenen Fernsehserien auf, zumeist in Disney-Produktionen, wie Hotel Zack und Cody und für mehrere Folgen Hannah Montana.

Gomez ist auch als Sängerin erfolgreich. Drei ihrer Stücke wurden bei Walt Disney Records veröffentlicht. Eines davon, ein Cover des Titels Cruella de Vil (aus Disneys 101 Dalmatiner), erreichte im Februar 2008 Platz 98 bei iTunes. Mit ihrer Single Tell Me Something I Don't Know kam sie Anfang 2009 erstmals in die offiziellen US-Charts. Der Song gehört zur Disney-Produktion Another Cinderella Story.

Seit 2007 spielt sie eine Hauptrolle in der Disney-Serie Die Zauberer vom Waverly Place, zu welcher sie auch den Titelsong Everything Is Not What It Seems sang. Die Serie startete im Oktober 2007 auf dem Disney Channel in Amerika.

Sie hat mit ihrer Freundin Demi Lovato sowie mit ihren Schauspielkollegen aus Die Zauberer vom Waverly Place David Henrie, Jake T. Austin und Jennifer Stone Web-Shows auf YouTube. In der ersten tragen die beiden mit ihren Kolleginnen Miley Cyrus und Mandy Jiroux einen musikalischen Wettstreit aus.

Gomez spielt die Hauptrolle in dem Film Another Cinderella Story aus dem Jahr 2008, in dem sie an der Seite von Drew Seeley wirkt.