Tarja ficou conhecida como primeira vocalista da banda de metal sinfônicoNightwish, que a própria fundou juntamente com Tuomas Holopainen e Emppu Vuorinen, tendo lançado com eles cinco álbuns entre 1996 e 2005. Dessa forma, Tarja iniciou sua carreira solo em 2006, lançando o álbum natalino Henkäys Ikuisuudesta.
Em 2007, seu segundo disco My Winter Storm foi oficialmente lançado, e em 2010 o terceiro What Lies Beneath, ambos sucedidos por extensas turnês mundiais ao redor do mundo. Posteriormente Tarja lançou em 2012 seu primeiro trabalho ao vivo, Act I: Live in Rosario, que foi gravado na Argentina. Seu quarto álbum de estúdio, Colours in the Dark, também foi lançado no ano seguinte e o clássico Ave Maria - En Plein Air em 2015.
Mais tarde em 2016, Tarja lançou dois álbuns de estúdio, The Brightest Void e The Shadow Self, que partilham da mesma temática e conceito lírico. Durante os intervalos de lançamentos e concertos ao vivo, Tarja ainda realizou algumas participações com outros artistas e projetos musicais.