Rodrigo apareció por primera vez en pantalla en un comercial de Old Navy. Poco después, en 2015, a los doce años, hizo su debut actoral interpretando el papel principal de Grace Thomas en la película directa a video An American Girl: Grace Stirs Up Success En 2016, Rodrigo recibió reconocimiento por interpretar a Paige Olvera, guitarrista de la serie de Disney Channel Bizaardvark, un papel que interpretó durante tres temporadas.
En febrero de 2019, obtuvo el papel protagonista de Nini Salazar-Roberts en la serie de Disney+ High School Musical: el musical: la serie, que se estrenó en noviembre de ese año. Rodrigo fue elogiada por su actuación, y Joel Keller de Decider la describió como «especialmente magnética» En 2022, dejó el programa al final de su tercera temporada para concentrarse en su carrera musical.
Rodrigo firmó con Interscope Records en 2020. Negoció el contrato discográfico para asegurarse la propiedad de los másteres de su música. El 8 de enero de 2021, lanzó su sencillo debut, «Drivers License» El 1 de abril de 2021, Rodrigo lanzó su siguiente sencillo, «Deja Vu», que debutó en el número ocho en el Billboard Hot 100, que la convirtió en la primera artista en debutar sus dos primeros lanzamientos en el top 10 de la lista Hot 100. El tercer sencillo que precedió a su álbum debut, «Good 4 U», siguió el 14 de mayo de 2021 y se convirtió en su segundo sencillo en debutar en el número uno en el Hot 100. Sour, su álbum de estudio debut, fue lanzado el 21 de mayo de 2021 con gran éxito de crítica. El 1 de abril de 2021, Rodrigo lanzó su siguiente sencillo, «Deja Vu», que debutó en el número ocho en el Billboard Hot 100, que la convirtió en la primera artista en debutar sus dos primeros lanzamientos en el top 10 de la lista Hot 100. El tercer sencillo que precedió a su álbum debut, «Good 4 U», siguió el 14 de mayo de 2021 y se convirtió en su segundo sencillo en debutar en el número uno en el Hot 100. Sour, su álbum de estudio debut, fue lanzado el 21 de mayo de 2021 con gran éxito de crítica.
El 16 de agosto de 2023, Rodrigo se convirtió en la artista más joven en recibir el BRIT Billion Award por el logro de conseguir más de un millón de streams digitales en el Reino Unido. Fue la artista número 19 en ser galardonada con dicho reconocimiento.
«Guts», el segundo álbum de Rodrigo, fue lanzado el 8 de septiembre de 2023, y debutó en la cima del Billboard 200. Rodrigo mencionó que el álbum trataba sobre los "dolores de crecimiento" y el autodescubrimiento. Al entrar en el ciclo del álbum, sintió que había crecido "diez años" entre los 18 y los 20 años. Guts recibió aclamación por parte de la crítica, y luego fue declarado por BBC News como el álbum más aclamado por la crítica de 2023.