Após concluir o ensino secundário, Ella Chen decidiu não ingressar na universidade devido à sua paixão pelo canto. Em 8 de agosto de 2000, a HIM International Music organizou o "Universal Talent and Beauty Competition", um concurso de talentos para recrutar novos artistas para a gravadora. Durante as férias em Taipé com a sua irmã mais velha, Chen descobriu que a sua irmã a havia inscrito no concurso de canto sem o seu conhecimento. Intimidada pelo grande número de concorrentes e receando que a sua imagem tomboy pudesse parecer ridícula, Chen ponderou desistir antes mesmo da primeira eliminatória. Contudo, a sua irmã conseguiu persuadi-la a ficar. A voz grave de Chen permitiu-lhe avançar para a final, atraindo finalmente a atenção dos executivos da gravadora. Atualmente, a sua voz de contralto é reconhecida pelo seu timbre forte e belo.
Após o término da competição, Chen retomou o seu trabalho num hospital local. No entanto, pouco tempo depois, recebeu uma chamada da HIM International solicitando uma audição complementar. Após realizar algumas gravações de teste, Chen assinou contrato para integrar o novo grupo feminino S.H.E.
Durante a sua carreira no S.H.E, Ella foi a integrante mais propensa a lesões e a que sofreu mais acidentes. Em 29 de julho de 2003, foi internada num hospital após saltar do terceiro andar de um edifício e fraturar o quadril. Apenas três semanas depois, recebeu alta hospitalar para participar na promoção do álbum Super Star do S.H.E. Em 2005, durante as gravações da série de televisão Reaching for the Stars, Ella sofreu queimaduras nas orelhas e no cabelo causadas por uma vela, sendo levada pela equipa de filmagem para o "National Taiwan University Hospital".
Carreira solo
Em 30 de março de 2012, Ella lançou seu EP solo de estreia, To Be Ella (chinês: 我就是...). Este EP contém a canção-tema, as músicas de inserção e o tema de encerramento do filme Bad Girls (chinês: 女孩壞壞), no qual ela desempenhou o papel principal. Além disso, o álbum inclui a faixa "Shameless" (chinês: 厚臉皮), a canção de encerramento composta pela própria Ella, "I Am Just Me" (chinês: 我就是我), e uma faixa bônus especial: um dueto com Greeny Wu intitulado "You've Been Written in My Song" (chinês: 你被寫在我的歌裡) (versão de música de câmara).
Em 17 de abril de 2015, Ella lançou seu álbum de estúdio solo de estreia, Why Not. O álbum contém três canções de seus projetos de atuação, incluindo a canção de encerramento composta por ela mesma, "The Really Me" (comumente traduzida como "The Real Me"; chinês: 真的我), e a música de inserção "Unsolvable" (chinês: 無解), da série de televisão The Lying Game (chinês: 謊言遊戲), bem como "Almost" (chinês: 差一點), a canção-tema do filme The Missing Piece (chinês: 缺角一族). O álbum alcançou a nona posição na lista anual de vendas taiwanesa.
Em 7 de junho de 2015, Ella Chen realizou seu primeiro concerto solo, o Why Not Showcase (chinês: Why Not音樂會), no Legacy Taipei. Os ingressos foram colocados à venda em 12 de maio e se esgotaram completamente em apenas um minuto. Posteriormente, no mesmo ano, ela realizou concertos em Pequim e Guangzhou, nos meses de agosto e dezembro, respectivamente.
Em 28 de outubro de 2016, Ella lançou seu EP single Me vs. Me (Hun Shen Shi Jin; 渾身是勁) em uma edição limitada de 2.016 cópias. No entanto, durante a promoção inicial em 22 de outubro, o anúncio enfrentou fortes críticas dos fãs devido ao alto preço de venda e à disponibilidade restrita a apenas 2.016 unidades. Em 26 de outubro, Ella respondeu pessoalmente à controvérsia durante uma transmissão ao vivo em sua página oficial no Facebook. Ela anunciou que o preço seria reduzido para um valor razoável a fim de apaziguar o descontentamento dos fãs.
Em 3 de outubro de 2017, a "Ehalo Entertainment" (em chinês: 勁樺娛樂) foi fundada para gerenciar as atividades pessoais de entretenimento, apresentações musicais, produções de álbuns e execuções de shows de Ella Chen. O representante legal da empresa é seu marido, Alvin Lai (em chinês: 賴斯翔). Após a expiração de seu contrato de agenciamento e gravação com a HIM International Music (em chinês: 華研國際音樂) em 30 de setembro de 2018, ela decidiu não o renovar e passou a administrar sua própria empresa.
Nos dias 14 e 15 de novembro de 2020, o show ao vivo ELLA Show: Entertainment Unlimited (Ella Show 娛樂無限) foi realizado por dois dias consecutivos no Taipei Music Center, com uma receita total de bilheteria de aproximadamente NT$ 26 milhões. Após o término das apresentações, Ella Chen lançou o EP digital Ella Show Entertainment Unlimited Company (em chinês: Ella Show 娛樂無限公司) em 16 de novembro de 2020. Este EP contém as principais faixas do show ao vivo, incluindo "Don't Wanna Be A Song Without a Chorus" (em chinês: 人生不能沒副歌), "A CA ELLA" e "Entertainment Unlimited Company" (em chinês: 娛樂無限公司).
Em 20 de agosto de 2022, o ELLA Show: Entertainment Unlimited foi realizado no Kaohsiung Music Center. Após os ingressos entrarem à venda em 12 de março, esgotaram-se imediatamente, tornando-a a primeira cantora a realizar um concerto solo neste local desde a sua inauguração.
No dia 31 de março de 2024, Ella lançou o seu segundo álbum solo de estúdio, intitulado Bad Habit, nas plataformas digitais, seguido pelo lançamento físico oficial em 1º de abril. Em 13 de abril, a artista realizou o show Bad Habits New Album Concert em Taipé.
Em 10 de setembro de 2025, Ella Chen anunciou oficialmente sua turnê solo It's Me e lançou um vídeo com a participação de Selina e Hebe. No vídeo, elas promoveram a turnê em nome do S.H.E. A digressão teve início a 15 e 16 de novembro de 2025, com os primeiros concertos no Estádio Helong, em Changsha, na China.
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