1968 körül komponálta az Annabel Lee című zenés szvitet, amely Edgar Allan Poe versén alapul. 1969-ben adta ki első kislemezét, és rögzítette a Signora Lia című kislemezt; a komikus dal egy hölgy házassági hűtlenségéről szól, idővel a dal a gyenge kezdeti siker ellenére az olasz popzene kultuszává válik.
A siker csak 1972-ben jött el a Questo piccolo grande amore című albummal; az azonos című dalt 1985-ben az évszázad olasz dalának választják. 1974-ben Vangelisszel közösen vette fel az E tu … című albumot. 1975-ben jön ki a Sabato pomeriggio; egy konceptalbum a várakozásról, Giacomo Leopardi versei alapján. 1977-ben a Solo című album; az első, amelyen egyedül készít szöveget, zenét és produkciót. 1978-ban jön a hihetetlen siker az E tu come stai? című albummal.
1981-ben elkészíti a Strada facendo című hatalmas sikerű albumot; az első olasz album, amely elérte az egymillió eladott példányszámot. A következő évben indul az Ale-Oo turné, egy olasz énekes első turnéja a nagy stadionokban. A turné neve tulajdonképpen a focimeccsek jellegzetes kórusából ered. 1985-ben jön a La vita è adesso című album hihetetlen sikere, minden idők legkelendőbb albuma Olaszországban. 1986-ban indul az Assolo-turné. 1988-ban részt vesz a Human Right Now! turné koncertjén Peter Gabriel, Sting és Bruce Springsteen társaságában.
1990-ben 3 évnyi munka után kiadja az Oltre című dupla albumot, egy ambiciózus projektet 20 dallal, amely a világzenét öleli fel és nagy nemzetközi művészek részvételével; az album gyökeresen megváltoztatja az olasz zeneipart. Az 1991-es koncertet a Billboard magazin az év legjobb koncertjének fogja nyilvánítani a világon, a stadion közepén elhelyezett színpadnak köszönhetően, amelyet a közönség körbe-körbe vesz. 1995-ben kiadja az Io sono qui című albumot, 1999-ben pedig a Viaggiatore sulla coda del tempo című albumot, Baglioni később kijelenti, hogy a három album az idő trilógiáját alkotja, ahol mindegyik a múltat, a jelent és a jövőt képviseli.
1998. június 6-án az ezredforduló utolsó koncertjét adta a római olimpiai stadionban, a koncertet összesen több mint 100 000 néző látta, köszönhetően a középen lévő színpadnak és a stadiont megtöltő nézőknek, ez a rekord máig megdönthetetlen minden eseménytől, legyen az zenei vagy sportesemény.
A 2000-es években megjelent a Sono io című albuma, 2010-ben egy koncertsorozatot adott világszerte. 2013-ban megjelentette a Con voi című albumot, 2020-ban pedig az In questa storia, che è la mia című albumot. 2019-ben, hogy megünnepelje 50 éves pályafutását, egy hihetetlen koncertet valósít meg a Verona Arénában, amely először lesz teljes egészében nyilvános. A színpad a középpontban, a nézők pedig az egész arénát kitöltve, körben.