Capaldi erhielt im Alter von neun Jahren Gitarrenunterricht und trat seit dem zwölften Lebensjahr als Sänger in Pubs auf.
Am 16. Mai 2017 veröffentlichte er seinen ersten Song Bruises. Das Lied wurde weltweit in kurzer Zeit knapp 28 Millionen Mal auf Spotify abgespielt.[4] Kurz darauf wurde er von Virgin Records und Capitol Records unter Vertrag genommen[5] und veröffentlichte am 20. Oktober 2017 seine erste EP Bloom[6] in Zusammenarbeit mit dem Grammy-Award-ausgezeichneten Produzenten Malay.[7]
Beim schottischen Music Award 2017 wurde er zum Breakthrough Artist of the Year ernannt.
In der ersten Hälfte des Jahres 2018 absolvierte er eine Tournee durch Nordamerika und Europa. Anschließend veröffentlichte er die Singles Rush und Tough. Das im November 2018 veröffentlichte Lied Someone You Loved erreichte im März 2019 Platz eins der britischen Charts. Im Musikvideo zu diesem Song wirkte der Schauspieler Peter Capaldi mit, beide sind entfernt miteinander verwandt.[8] Im Oktober 2019 stieg das Lied auch in den USA auf Platz eins der Billboard Hot 100.[9]
Bei den Brit Awards 2020 wurde das Lied zum Song des Jahres gewählt, Capaldi bekam dazu noch die Auszeichnung als bester neuer Künstler. In zwei weiteren Kategorien war er nominiert.