El grupo Girls Aloud se formó el 30 de noviembre de 2002, ante millones de espectadores en el programa Popstars: The Rivals de ITV. El concepto del programa, conducido por Davina McCall, presentadora de Big Brother, consistía en formar una banda de chicos y un grupo de chicas que serían «rivales» y competirían por el sencillo número uno de la Navidad de 2002. Diez chicas y diez chicos fueron elegidos como finalistas por los jueces Pete Waterman, Louis Walsh y Geri Halliwell, integrante de las Spice Girls. Sin embargo, dos de ellos fueron descalificados antes de que comenzaran los programas en vivo. Kimberley Walsh y Nicola Roberts, quienes habían llegado a los quince finalistas pero no a los diez, fueron elegidas como sus sustitutas.

Durante octubre y noviembre, las finalistas subieron al escenario para participar en presentaciones en vivo los sábados por la noche (alternando semana a semana entre las chicas y los chicos). Cada semana se eliminaba a la concursante que obtuviera menos votos por teléfono, hasta que se definieron las formaciones finales de los grupos. Las cinco chicas que lograron ingresar al grupo fueron (en el orden anunciado por el presentador) Cheryl, Nicola, Nadine, Kimberley y Sarah; Javine Hylton se quedó sin un lugar en el grupo, a pesar de las expectativas previas de que formaría parte de la alineación. El grupo se llamó Girls Aloud y fue representado por Louis Walsh hasta 2005, cuando Hilary Shaw lo reemplazó.

El nuevo grupo compitió con el grupo ganador de los chicos, One True Voice, por el sencillo número uno de Navidad de 2002. Girls Aloud ganó la batalla con su sencillo «Sound of the Underground», producido por Brian Higgins y Xenomania. La canción permaneció cuatro semanas consecutivas en el número uno y fue certificada como disco de platino en marzo de 2003. La canción recibió elogios de la crítica; Alexis Petridis, de The Guardian, afirmó que «fue una primicia: era un disco de pop de reality que no te daba ganas de hacer daño físico a todos los involucrados en su producción».

Tras el éxito de su primer sencillo, «Sound of the Underground», Girls Aloud dedicó cinco meses a grabar el siguiente sencillo y su álbum debut. Sound of the Underground se completó en abril de 2003 y se lanzó al mes siguiente. El álbum entró en las listas en el puesto número dos y fue certificado como disco de platino por la Industria Fonográfica Británica. El segundo sencillo, «No Good Advice», también se lanzó en mayo de 2003 con un éxito similar. El tercer sencillo de Girls Aloud, «Life Got Cold», alcanzó el tercer lugar en las listas en agosto de 2003. En noviembre de 2003, Girls Aloud lanzó una versión del éxito dance de las Pointer Sisters de la década de 1980, «Jump». El sencillo, que alcanzó el segundo lugar en las listas, acompañó a una nueva edición de Sound of the Underground.

Tras un breve receso, Girls Aloud lanzó «The Show» en junio de 2004, el primer sencillo de What Will the Neighbours Say?, el segundo álbum del grupo. El sencillo entró en las listas en el puesto número dos. El siguiente sencillo, «Love Machine», también alcanzó el segundo lugar en septiembre de 2004. Posteriormente, Girls Aloud grabó una versión de «I’ll Stand by You» de The Pretenders, que se lanzó como el sencillo benéfico oficial de Children in Need. La canción no fue bien recibida por la crítica; sin embargo, la versión se convirtió en el segundo sencillo número uno de Girls Aloud, y se mantuvo en esa posición durante dos semanas.

El álbum What Will the Neighbours Say? fue escrito y producido íntegramente por Xenomania. Tras su lanzamiento el 29 de noviembre de 2004, el álbum se ubicó justo fuera de los cinco primeros lugares de las listas y rápidamente obtuvo la certificación de platino. El último sencillo del álbum, «Wake Me Up», salió a la venta en febrero de 2005. Alcanzó el puesto número cuatro, lo que lo convirtió en el primero de ellas en no llegar a los tres primeros lugares. A principios de 2005, el grupo fue nominado a un Premio BRIT en la categoría de Mejor Artista Pop. Tras el éxito del álbum, Girls Aloud anunció su primera gira, What Will the Neighbours Say? Live, que se llevó a cabo en mayo de 2005. El grupo también lanzó su primer DVD, Girls on Film.

Tras su primera gira, Girls Aloud comenzó a trabajar en su tercer álbum de estudio, Chemistry. El álbum alcanzó el puesto número once en la lista de álbumes del Reino Unido y recibió la certificación de platino. El primer sencillo del álbum, «Long Hot Summer», se lanzó en agosto de 2005. El sencillo puso fin a la racha de Girls Aloud de sencillos entre los cinco primeros al situarse en el puesto número siete. El siguiente sencillo del álbum, «Biology», se lanzó en noviembre de 2005. La canción fue aclamada por la crítica; Peter Cashmore, de The Guardian, la calificó como «el mejor sencillo pop de la última década».

A este lanzamiento le siguió una versión de «See the Day», de Dee C. Lee, lanzada en la semana de Navidad de 2005. Posteriormente, presentaron un especial de televisión único, Christmas Mania, en ITV, donde interpretaron canciones de su álbum navideño. Girls Aloud ganó el premio Heart Award por el sencillo en el O2 Silver Clef Lunch. El grupo viajó a Australia y Nueva Zelanda en febrero de 2006 para lanzar «Biology» y «Chemistry». A pesar de una gira promocional de una semana, «Biology» alcanzó el puesto número veintiséis en la lista de sencillos ARIA, sin lograr que el grupo se abriera paso en el mercado australiano. «Whole Lotta History», el cuarto y último sencillo extraído de Chemistry, se lanzó en marzo de 2006 y alcanzó el puesto número seis en las listas.

En 2005, Girls Aloud grabó un documental especial titulado Girls Aloud: Home Truths para ITV2. El éxito del programa dio lugar posteriormente a Off the Record, una serie documental de seis episodios de estilo «fly on the wall» para E4. Girls Aloud apareció luego en un episodio de Ghosthunting with... (sin Nadine) a finales de 2006, en el que Yvette Fielding las guió por lugares embrujados. En mayo de 2006, Girls Aloud se embarcó en su primera gira por estadios, la Chemistry Tour. Ese mismo mes, Girls Aloud pasó a formar parte de Fascination Records, un subsello de Polydor Records.

En octubre de 2006, Girls Aloud lanzó su primera recopilación de grandes éxitos, The Sound of Girls Aloud: The Greatest Hits. Debutó en el número uno de la lista de álbumes del Reino Unido y llegó a vender más de un millón de copias. El álbum vino acompañado del sencillo «Something Kinda Ooooh». Girls Aloud se convirtió en el primer grupo británico en alcanzar el top cinco únicamente gracias a las ventas por descarga; el sencillo alcanzó el tercer lugar tras su lanzamiento físico. El siguiente sencillo fue una versión de «I Think We’re Alone Now», que alcanzó el cuarto lugar en la lista de sencillos del Reino Unido. En marzo de 2007, Girls Aloud colaboró con el grupo femenino británico Sugababes en la versión de la canción «Walk This Way» de Aerosmith. Anunciada como «Sugababes vs. Girls Aloud», la canción sirvió como sencillo oficial para Comic Relief y se convirtió en el tercer número uno del grupo. En mayo de 2007, Girls Aloud emprendió su tercera gira, The Sound of Girls Aloud: The Greatest Hits Tour.

Girls Aloud lanzó su cuarto álbum de estudio, Tangled Up, en noviembre de 2007. El primer sencillo del álbum, «Sexy! No No No...», alcanzó el quinto lugar en la lista de sencillos del Reino Unido. El segundo sencillo, «Call the Shots», entró entre los tres primeros. El tercer y último sencillo del álbum, «Can't Speak French», continuó la racha de Girls Aloud entre los diez primeros. El lanzamiento del sencillo coincidió con la segunda serie de televisión de Girls Aloud, The Passions of Girls Aloud. El programa giraba en torno a las aspiraciones personales de cada integrante fuera del grupo. Girls Aloud también recibió su segunda nominación a los premios BRIT en 2008, en la categoría de Mejor Grupo Británico. En mayo de 2008, Girls Aloud se embarcó en la gira Tangled Up Tour, que consistió en 34 conciertos por todo el Reino Unido.

Posteriormente, Girls Aloud grabó dos temas para la banda sonora de la película St Trinian's. También hicieron una aparición especial en la película interpretando a la banda de la escuela. La banda sonora se lanzó el 10 de diciembre de 2007, y el video de «Theme to St. Trinian's» se estrenó en diciembre de 2007.

En noviembre de 2008, Girls Aloud lanzó su quinto álbum de estudio, que sería también su último, titulado Out of Control, el cual entró al ranking de álbumes del Reino Unido en el puesto número uno y se convirtió en su álbum de estudio más exitoso hasta la fecha, al obtener la certificación de doble platino. El sencillo principal del álbum, «The Promise», se convirtió en el cuarto número uno del grupo en el ranking de sencillos del Reino Unido. El sencillo también llevó al grupo de vuelta a los dos primeros puestos del ranking de sencillos de Irlanda. Girls Aloud se presentó en los BRIT Awards por primera vez en su carrera, y «The Promise» fue galardonado como Mejor sencillo británico. Para la promoción del álbum, Girls Aloud participó en un programa de variedades titulado The Girls Aloud Party, que se transmitió el 13 de diciembre de 2008 por ITV.

El segundo sencillo de Out of Control fue «The Loving Kind», una canción producida por Xenomania y los Pet Shop Boys. La canción alcanzó el décimo lugar, convirtiéndose en el vigésimo sencillo consecutivo de Girls Aloud en llegar al top 10. El último sencillo del álbum, «Untouchable», se lanzó en abril de 2009. Alcanzó el puesto número once en la lista de sencillos del Reino Unido, convirtiéndose en el primer sencillo de Girls Aloud que no llegó al top 10. Girls Aloud se embarcó en la gira Out of Control Tour, que se llevó a cabo de abril a junio de 2009. Su discográfica, Fascination Records, lanzó una colección en caja de sencillos para coincidir con la gira.

En febrero de 2009, Girls Aloud firmó un nuevo contrato discográfico con Fascination que contemplaba el lanzamiento de otros tres álbumes de estudio por parte del grupo. Sin embargo, en julio de 2009, Girls Aloud anunció que se tomaría un receso de un año para dedicarse a proyectos solistas, pero que se reuniría para un nuevo álbum de estudio en 2010, lo cual no sucedió. Dos meses después, Girls Aloud interrumpió brevemente el paréntesis para dar dos conciertos como teloneras de Coldplay junto a Jay-Z en el Estadio de Wembley.

Tras tres años de paréntesis, Girls Aloud se reunió para celebrar el décimo aniversario del grupo. El 16 de noviembre de 2012, el grupo lanzó su nuevo sencillo, «Something New», que fue el sencillo benéfico oficial para Children in Need. El sencillo alcanzó el segundo lugar en la lista de sencillos del Reino Unido. El grupo lanzó su segundo álbum recopilatorio de grandes éxitos, Ten, el 23 de noviembre de 2012. El segundo sencillo extraído de Ten, «Beautiful 'Cause You Love Me», salió a la venta el 17 de diciembre de 2012. El sencillo no logró entrar en el top 40. El 15 de diciembre de 2012 se transmitió en ITV1 un especial documental titulado Girls Aloud: Ten Years at the Top. En febrero de 2013, el grupo se embarcó en la gira «Ten: The Hits Tour». El 20 de marzo de 2013, el grupo ofreció su último concierto en el Echo Arena de Liverpool. Unas horas más tarde, anunciaron su separación en Twitter.