2015年，黄霄雲参加浙江卫视歌唱选秀节目《中国好声音第四季》，盲选时以一首萧敬腾的《你》加入汪峰队；经过多轮淘汰赛，最终获得汪峰组四强、全国16强；10月1日，参加“西岸加多宝中国好声音音乐节”，并现场演唱了《你》；10月8日，出席在北京举办的《中国好声音第四季》毕业典礼，并接受十大音乐制作人老师颁发的毕业证书。

2016年，黄霄雲与马瑞男、苏诗丁、孙天宇联袂主演青春校园网络剧《薛定谔的猫》，在剧中饰演爱美、爱唱歌、梦想成为歌星的艾晓欣，这是她首部影视剧作品；12月29日，参演黔南州第十届旅游发展大会山水实景演出《灵水玉梦》，在其中演唱歌曲《冬之罗甸》。

2017年2月14日，黄霄雲参与《法制晚报》直播访谈节目《红me坊》；7月3日，出演的网络剧集《少年有点酷》播出，仍饰演“艾晓欣”；12月14日，发行首支个人单曲《征战》，第一次在歌曲中尝试rap元素；12月31日，发行第二支个人单曲《还可以爱吗》。

2018年5月7日，黄霄雲推出个人单曲《打开》，该歌曲为黄霄雲亲自作曲并参与编曲；8月22日，为电影《请把生命交给我》演唱的主题曲《我要为你敞开胸膛》上线；同年，参加“唱响新时代，放歌新未来”多彩贵州歌唱活动，获得获得美声唱法第三名；9月16日，演唱的歌曲《故乡》获得大连原创歌曲大赛三等奖；11月2日，获得中央音乐学院校园歌手大赛冠军；12月3日，获得“美丽延庆，精彩世园”——“百花争延”首都高校大学生歌手大赛冠军；同月，以“素人歌手”身份参演浙江卫视励志音乐竞技真人秀节目《梦想的声音第三季》，并获谭维维按下“天使按钮”。

2019年1月11日，黄霄雲参加浙江卫视《梦想的声音第三季》巅峰歌会；5月4日，其参加的《我们都是追梦人——“五月的鲜花”全国大中学生文艺会演》在CCTV-1播出，演唱歌曲《不忘初心》；5月14日，为都市悬疑剧《七日生》演唱的插曲《来自火焰谷的情书》正式上线；5月19日，与严艺丹、文兆杰等人担任2018-2019年度北京大学十佳歌手大赛的表演嘉宾；8月18日，与部分《中国好声音》学员参与金华山鹿女湖国际音乐节的演出；8月28日，发行的单曲《消散》上线；9月20日，获得百度第一届“音你成名”音乐比赛季军，并演唱作品《Sad Sometimes》；11月12日，参加的湖南卫视全民音乐互动节目《嗨唱转起来第一季》第6期播出，节目中演唱了歌曲《也许明天》《倒数》。

2020年1月19日，黄霄雲代表中央音乐学院参与浙江卫视音乐教育实践节目《新声请指教》，与钱正昊合作演唱《心墙》；2月，为动画短片《伴羽人》演唱的主题曲《更漏子》发布；2月7日，以奇袭歌手身份参加的湖南卫视音乐竞技节目《歌手·当打之年》播出，演唱《少年他的奇幻漂流》挑战毛不易并奇袭成功；4月12日，参加 的浙江卫视音乐励志类节目《天赐的声音》第7期播出；4月23日，发行个人单曲《旁若无人》；5月10日，参演了由高晓松策划的“相信未来”在线义演之“未来有约专场”的演出；5月13日，参加电商带货真人秀节目《爆款来了第二季》，并演唱了该节目的同名主题曲《爆款来了》；5月22日，推出个人单曲《和从前的自己相遇》；6月22日，推出个人单曲《四季与你》；9月8日，为电影《海雾》演唱的推广曲《迷途》上线；11月6日，发行个人单曲《时间折叠》；11月15日，参加的江苏卫视音乐猜评节目《蒙面唱将猜猜猜第五季》播出，其代号为“爱许愿的花仙子”；11月16日，发行首张个人音乐专辑《黄霄雲的neverland》，主打歌曲登上“东方风雲榜”周榜榜首，获得冠军；12月31日，加盟北京卫视2021跨年演唱会，与李琦合作演唱歌曲《爱的主打歌+不怕不怕+Lydia》。

2021年1月15日，黄霄雲推出个人单曲《星辰大海》；2月，与段奥娟、王弦、戴燕妮四人组成“怀旧组合”加盟江苏卫视春节联欢晚会；2月26日，受邀参加2021江苏卫视元宵荔枝灯会；3月19日，参加的浙江卫视音乐励志节目《天赐的声音第二季》播出，与阿兰合作演唱《余年》，与尚雯婕合作演唱《跳舞的梵谷》，《跳舞的梵谷》获当期推荐金曲；5月4日，受邀参加央视五四青年节晚会节目播出；5月10日，为电视剧《啊摇篮》献唱插曲《你这样的人啊》上线；5月14日，为电视剧《风暴舞》献唱插曲《你懂的思念》上线；6月3日，推出个人单曲《梦返》；6月11日，为电影《俑之城》献唱插曲《此间少年》上线；6月25日，加盟由广东卫视匠心打造的大型原创时代记忆音乐文化节目《流淌的歌声第三季》播出；7月22日，发行个人单曲《平行线 (Wish You Were Here)》，同日为电影《俑之城》献唱片尾曲《心城》上线；7月30日，以导师助教身份登台《中国好声音2021》；8月3日，演唱新华社“声在中国”同网易云音乐联合出品公益单曲《众》；8月14日，在央视七夕晚会献唱歌曲《星辰大海》；9月，先后发布单曲《幻想》、《星海起航》；9月21日，参加湖南卫视《中秋之夜》，与蔡程昱演唱歌曲《灯火里的中国》；10月6日，献唱崩坏3《后崩坏书2》主题曲《Oracle》上线；12月22日，推出个人单曲《光之黎明》；12月31日，加盟《2021最美的夜 bilibili晚会》及《浙江卫视2022跨年晚会》。

2022年1月19日，黄霄雲为电视剧《特战行动》演唱的插曲《向阳》发布；2月1日，加盟《2022龙腾虎跃大湾区广东卫视春节晚会》；1月25日，为电视剧《假日暖洋洋2》演唱的主题曲《你逆着光而来》发布；1月27日，发布2022年空军迎新春网络团拜曲《伟大梦想》；2月3日，为动画电影《熊出没·重返地球》演唱的主题曲《重返地球》发布；3月11日，参演的综艺节目《天赐的声音 第三季》上映；3月30日，演唱的抗疫歌曲《让世界再明亮》上线；5月，担任青春嘉宾录制的新媒体特别节目《UP青春》在央视频开播；5月3日，参加河南广播电视台《“青春万岁”2022五四青年节特别节目》，演唱歌曲《星辰大海》；5月4日，参加央视《奋斗的青春——2022年五四青年节特别节目》，演唱歌曲《理想》；5月，加盟《音乐公开课》栏目；6月1日，演唱歌曲《奈何奈何》正式上线；7月2日，参加《2022毕业歌会·闪光毕业季》，演唱《四季与你》；7月31日，参与广东卫视策划推出《军歌嘹亮——〈流淌的歌声〉特别精选》；7月29日，以“青春导师”的身份加盟《2022中国好声音》；8月28日，参加第17届中国长春电影节闭幕式；9月3日，参加第十七届中国长春电影节闭幕式暨颁奖典礼，演唱《星辰大海》；9月11日，参加2022《花好月圆中秋赏歌会》，演唱《重返地球》；10月4日，参加《最忆是重阳——2022年重阳节特别节目》 ，演唱歌曲《星辰大海》；同日，参加的《草原乐会》在腾讯视频上线；10月7日，我们的歌第四季B组阵容官宣，黄霄雲在列；10月14日，参加湖南卫视特别节目《这十年·追光之夜》；11月25日，参加第29届东方风云榜音乐盛典；11月29日，参加《微博视界大会·微光盛典》；12月11日，参演《我们的歌》第四季；12月31日，参加《梦圆东方·2023东方卫视跨年盛典》，搭档阿云嘎演唱《星辰大海》；同日，参加《启航2023——中央广播电视总台跨年晚会》，与武大靖、徐梦桃、王赫野演唱歌曲《篇章》。

2023年1月14日，黄霄雲参演《中央广播电视总台2023网络春晚》，与么红、王晰合唱歌曲《雾里》；1月19日，参加《2023年山东卫视春节联欢晚会》，与徐海乔演唱歌曲《爱你》《青春快乐》；1月21日，参加《2023年中央广播电视总台春节联欢晚会》，与宋轶、宋祖儿等人合唱歌曲《绿水青山》；2月5日，参加《2023年中央广播电视总台元宵晚会》，与费俊龙、邓清明等人演唱歌曲《花灿灯彩闹元宵》，参与演唱歌曲《逐梦》；4月9日，作为罗甸文化旅游推广大使出席2023贵州·罗甸红水河文化旅游季；4月10日，为电视剧《长月烬明》插曲《要不然我们就这样一万年》上线；4月14日，为电视剧《长月烬明》第二首插曲《以我之躯》上线；4月22日，参加的《广西新民歌大会》播出；5月4日，参加《奔跑的青春——2023五四青年节特别节目》，演唱《一路都是歌》；6月11日晚八点档，参加的中央广播电视总台大型音乐文化节目《经典咏流传·正青春》第七期开播，演唱《梅》；6月20日，参加的合作音乐专辑《赤梦华夏》上线 ；7月8日，参加“无处不尽兴”夏日青春歌会，演唱《你逆着光而来》和《我们的答案》；8月17日,与Alan Walker合作的歌曲《心路》发行；8月19日和20日，在广州举办首次个人演唱会；10月1日，参加CCTV中国梦·家国情——2023国庆特别节目，与王赫野合唱歌曲《篇章》；10月18日，参加《丝路繁花——共建“一带一路”倡议十周年音乐会》，演唱《一路繁花》；11月3日，为电视剧《以爱为营》演唱的歌曲《冥冥》发布；12月28日，参演《美好惊喜夜》，表演《重返地球》、《怕梦》；12月31日，参加《2023-2024浙江卫视跨年晚会》，演唱歌曲《星辰大海》；12月31日，参加《启航2024——中央广播电视总台跨年晚会》，与马佳、石凯、李允儿演唱歌曲《有你》。

2024年1月27日，黄霄雲参加《航天之夜》；2月9日，参加《2024年中央广播电视总台春节联欢晚会》，与黄绮珊、檀健次、希林娜依·高等表演流行劲曲串烧；2月10日，参加《2024年广西广播电视台春节晚会》；同日，参加《百花迎春——中国文学艺术界2024春节大联欢》，表演节目《长江之歌》；3月1日，为电视剧《别对我动心》演唱的插曲《告白画面》上线；4月12日，参加的节目《2023-2024年度中国电影大数据暨电影频道M榜荣誉之夜》播出；5月3日，在《天赐的声音 第五季》与张信哲同台演唱《画心》；5月4日，参加《闪光的青春——2024五四青年节特别节目》，演唱歌曲《青春遇见》；6月17日，参加2024影视音乐盛典，演唱歌曲《要不然我们就这样一万年》；同日，为电视剧《金庸武侠世界》演唱的歌曲《情字决》发布；6月21日，参加《歌手2024》演唱歌曲《星辰大海》；7月10日，坐轮椅戴面纱现身《落凡尘》首映礼并献唱；7月20日，首张原创专辑首发主打曲《没语季节》全网上线。7月29日，为电视剧《燃沙排少女》演唱的片头曲《第一选择》上线。8月10日，参加的节目《2024年中央广播电视总台七夕特别节目》播出，演唱歌曲《若把你》。8月18日，参加的节目《我们的歌》播出。8月23日，参加微博《超级红人节》；8月25日，《我们的歌》第六期，演唱《红月亮规则》《如歌》。9月17日，参加的《2024年中央广播电视总台中秋晚会》播出，演唱歌曲《仰世而来》。9月25日，参加《2024微博音乐盛典》。

黄霄雲的爷爷热爱音乐会拉二胡，父亲黄宝权、母亲罗茜均是音乐教师，童年时曾在父母组建的乐队“乐万家”里当过主唱。2011年，和父母一同参加黔南州“欢乐一家亲”选拔赛并荣获一等奖，后被省妇联选送中央电视台参加选拔；6月，受邀参加中央电视台“千家万户的祝福——庆祝中国共产党成立90周年”专题节目。

2013年，黄霄云考上了中国音乐学院附中。2017年，参加普通高等学校艺术类专业招生统一考试，报考了中央音乐学院、中国传媒大学等5间院校，最终被中央音乐学院录取。

黄霄雲童颜巨肺、古灵精怪，她的唱功成熟，完全不像小孩子。黄霄雲的声音力量很不错，具有扎实的专业功底、漂亮清透的嗓音。她的音色宽厚而具有层次感，扎实而不失爆发力。黄霄雲的演唱很专业，技巧与情感并存，擅长抒情路线。在演绎歌曲《还可以爱吗》时，黄霄雲用细腻饱满的嗓音唱出了一段感情即将走到尽头时的不甘放手却也无力改变，令人动容。她用干净通透、充满张力的声线吟唱出了一段苦涩伤感的爱情故事，惹人怜惜。在演唱歌曲《星辰大海》时，黄霄雲的声音温柔却不失力量，如同大海中的汹涌浪潮，一波又一波地奔涌而来。在演唱歌曲《跳舞的梵谷》时，黄霄雲充分地展现了自己的技巧，与尚雯婕在低音和高音的转换中默契配合，打造了完全不同的曲风，令人眼前一亮。（网易、新华网、袁娅维、腾讯、搜狐、凤凰网、人民网评）。

2024年7月10日晚，歌手黄霄雲遭遇意外交通事故受伤，伤及面部和腿部，随后她带伤出席《落凡尘》首映礼献唱。