Nascuda a Portland, Oregon, Spalding va començar a tocar música professionalment en la seva infància, actuant com a violinista a la Societat de Música de Cambra d’Oregon a cinc anys. Més tard va ser autodidacte i es va entrenar en diversos instruments, inclosa la guitarra i el baix. El seu talent li va valer beques acadèmiques per a la Universitat Estatal de Portland i el Berklee College of Music, als quals va assistir estudiant música.

Lluny de la docència, Spalding va gaudir d’una florent carrera d’interpretació, liderant el seu trio i treballant amb una gran quantitat d’artistes com Joe Lovano, Patti Austin, Michel Camil, Charlie Haden, Regina Carter, Pat Metheny, Dave Samuels i molts altres. El 2006, Spalding va llançar el seu debut en solitari, Junjo, al segell Ayva amb seu a Barcelona. Dos anys més tard, va llançar l’àlbum Esperança amb Heads Up Records, que va resultar ser un èxit comercial i de crítica. L’àlbum va encapçalar la llista de discos de jazz contemporani de la prestigiosa revista Billboard, on va romandre durant més de setanta setmanes. A més, es va convertir en l’àlbum més venut d’un nou artista de jazz internacional durant el 2008.

L’agost del 2010, Spalding va tornar als estudis amb la Chamber Music Society, cosa que li va permetre una producció més expansiva estilísticament que la va trobar a cavall entre la línia entre el jazz modern contemporani, el R&B i les tradicions brasileres.

Immediatament després de la seva atenció als Grammy, Spalding va publicar Radio Music Society el 2012. Concebut com una peça complementària de la Societat de Música de Cambra, el set va comptar amb la baterista Terri Lyne Carrington i el pianista Leo Genovese,

Amb l’assistència del saxofonista col·laborador des de fa molt de temps Joe Lovano i nombrosos convidats, inclosos els bateries Jack DeJohnette i Billy Hart, els guitarristes Jef Lee Johnson i Lionel Loueke, productor de hip-hop i DJ Q-Tip, i una gran quantitat de vocalistes, Parlato i Lalah Hathaway entre ells.

El 2016, Spalding va tornar a gravar un disc al seu nom que va titular Emily’s D+Evolution, un ambiciós àlbum conceptual amb infusió de rock progressiu que gira al voltant d’un personatge central anomenat Emily, el segon nom de Spalding. Va seguir això el 2019 amb un altre àlbum conceptual profundament enginyós, Twelve Little Spells, nominat al Grammy, que incloïa 12 cançons, cadascuna inspirada explícitament en 12 parts separades del cos.