Профессиональную карьеру девушка начала в шестнадцать лет в ансамбле «Мы – одесситы». Затем была солисткой оркестра под управлением Константина Орбеляна и ансамбля под управлением Полада Бюль Бюль оглы. 

Первую всесоюзную известность Долина получила в бытность солисткой джазового оркестра «Современник» – с программой «Антология джазового вокала» она в 1981 году проехала почти по всем республикам СССР. В 1983-м Лариса сыграла роль негритянской певицы в кинофильме «Мы из джаза». Спустя год она исполнила одну из ведущих партий в кантате «Фауст» Альфреда Шнитке. В 1985 году Лариса Долина начала сольную карьеру. 

Почти ежегодно она представляла новые концертные программы: «Затяжной прыжок» (1985), «Контрасты» (1987), «Льдинка» (1989), «Маленькая женщина» (1990), «Что хочу, то и пою» (1992), «Я не нравлюсь тебе» (1995). Основным ее композитором в начальный период сольной карьеры был Виктор Резников, в сотрудничестве с которым Долина записала свои первые хиты. В 1990 году Лариса вместе с Валерием Леонтьевым пела в рок-опере «Джордано». 

Вокальные данные позволяли Ларисе Долиной петь в любых жанрах, и в своих программах она активно использовала элементы джаза и даже тяжелого рока. Однако всенародная популярность настигла ее, когда певица перешла на более близкий широкой публике репертуар. Сенсацией стала песня «Погода в доме» композитора Руслана Горобца на текст Михаила Танича. В 1996-м одноименные сольная программа и альбом были представлены на двух концертах в ГЦКЗ «Россия». В 1998 году вышел диск «Счастливая доля», в 1999-м – «Певица и музыкант», в 2000-м – «Эпиграф» и «По-новому жить».

Релизы сопровождалась масштабными и успешными гастрольными турами. Будучи в первом эшелоне звезд российской эстрады, Лариса Долина помнит о своих музыкальных корнях и время от времени готовит специальные программы в джазовом стиле. В 2002-м она с Игорем Бутманом подготовила пластинку Carnival of Jazz. В 2007 году артистка участвовала в программе Дениса Мацуева «Гершвин Гала», исполнив несколько гершвиновских стандартов. В 2008 году она презентовала альбом Hollywood Mood, в 2011-м – спела с Элом Джерро. Кроме того, они с Бутманом устроили продолжение «Карнавала», выпустив «Карнавал джаза – 2. No comments». 

В 2010 году Долина сыграла несколько ролей в мюзикле «Любовь и шпионаж» Максима Дунаевского. Годом позже Лариса представила новую концертную программу «Сны экстраверта», с которой объехала всю Россию и некоторые зарубежные страны. В начале 2013 года Долина заявила о том, что покидает сцену. 

Потом выяснилось, что речь идет о сокращении гастролей в пользу участия Ларисы в новой версии мюзикла «Чикаго».