2007年8月6日、『恋するマドリ』の主題歌「メモリーズ」で、歌手デビュー。同曲は「SCHOOL OF LOCK!」のサイトでの独占先行配信で、着うたのみ同日から4日間先行配信された。さらに10月1日には、『恋空』の挿入歌「heavenly days」が「GIRLS LOCKS!」にてほとんどフル(2サビの頭まで)で披露された。その後も、本人出演時を中心に「SCHOOL OF LOCK!」で新曲が披露されている。11月3日放送の『COUNT DOWN TV』で歌番組初出演、「heavenly days」を歌った。12月5日にはアルバム『そら』でCDデビュー。12月21日には、日本武道館でデビューイベント『デビューアルバム“そら”発売記念! SCHOOL OF LOCK!と新垣結衣のheavenly Xmas in 日本武道館』を開催した。
2008年3月15日、第6回東京ガールズコレクションにおいて、「BEST GIRL OF 2007」を受賞、第1回グランプリに輝いた。