Omstreeks 1968 componeerde hij de muzieksuite Annabel Lee, gebaseerd op een gedicht van Edgar Allan Poe. In 1969 bracht hij zijn eerste single uit en nam de single Signora Lia op; een komisch liedje dat verhaalt over de echtelijke ontrouw van een dame, na verloop van tijd zal het liedje uitgroeien tot een cultus van de Italiaanse popmuziek, ondanks het geringe aanvankelijke succes.
Het succes kwam pas in 1972 met het album Questo piccolo grande amore; het gelijknamige liedje zal in 1985 worden bekroond als het Italiaanse lied van de eeuw. In 1974 neemt hij het album E tu … op met Vangelis. In 1975 komt Sabato pomeriggio uit; een conceptalbum over wachten, gebaseerd op de gedichten van Giacomo Leopardi. In 1977 het album Solo; het eerste waarin hij in zijn eentje teksten, muziek en productie maakt. In 1978 komt het ongelooflijke succes met het album E tu come stai?.
In 1981 produceert hij het enorm succesvolle album Strada facendo; het eerste Italiaanse album dat een miljoen verkochte exemplaren haalt. Het jaar daarop begint de Ale-Oo tournee, de eerste tournee van een Italiaanse zanger in de grote stadions. De naam van de tournee is in feite ontleend aan een typisch refrein van voetbalwedstrijden. In 1985 komt het ongelooflijke succes van het album La vita è adesso, het best verkochte album aller tijden in Italië, in 1986 begint de Assolo tournee. In 1988 neemt hij deel aan een concert van de Human Right Now! tour met Peter Gabriel, Sting en Bruce Springsteen.
In 1990 na 3 jaar werk brengt hij het dubbelalbum Oltre uit, een ambitieus project met 20 nummers die wereldmuziek omarmen en de deelname van grote internationale artiesten; het album zal de Italiaanse muziekindustrie radicaal veranderen. Het concert van 1991 wordt door Billboard magazine uitgeroepen tot het beste concert van het jaar in de wereld, vanwege het podium dat zich in het midden van het stadion bevindt met het publiek er omheen in de rondte. In 1995 brengt hij het album Io sono qui uit en in 1999 het album Viaggiatore sulla coda del tempo, Baglioni zal later verklaren dat de drie albums een trilogie van de tijd vormen waarbij elk respectievelijk het verleden, het heden en de toekomst vertegenwoordigt.
Op 6 juni 1998 gaf hij het laatste concert van het millennium in het Olympisch stadion in Rome, het concert telde meer dan 100.000 toeschouwers dankzij het podium in het midden en de toeschouwers die het stadion vulden, nog steeds blijft dit record ongeslagen door welk evenement dan ook, zowel muzikaal als sportief.
In de jaren 2000 bracht hij het album Sono io uit, In 2010 deed hij een reeks concerten over de hele wereld. In 2013 bracht hij het album Con voi uit en in 2020 het album In questa storia, che è la mia.In 2019 om 50 jaar carrière te vieren, realiseert hij een ongelooflijk concert in de Arena van Verona die voor het eerst in zijn geheel toegankelijk is voor het publiek. Met het podium in het midden en de toeschouwers die de hele arena in de rondte vullen.