Para «escapar» del barrio donde creció se refugió en los estudios y fue aceptada en la Universidad de Columbia, aunque nunca asistió por estar ya de lleno en su música. Clive Davis (el descubridor de Whitney Houston años atrás) la descubrió en Arista Records y el 26 de junio de 2001 lanzo 'Songs in A Minor' con el que consiguió cinco premios Grammy; incluyendo los preciados Mejor Artista Nuevo y Canción del Año (por 'Fallin´') La mayor parte de los temas del álbum, incluyendo una composición tan luminosa como 'Fallin’' o la impactante 'Troubles', han sido compuestos y producidos por ella misma. Además, Alicia ha colaborado con Jermaine Dupri en 'Girlfriend' y con Isaac Hayes en 'Rock Wit U' (incluido en la banda sonora de la película 'Shaft').
En 2002 co-escribió la canción "Impossible" para Christina Aguilera, una balada para el disco de ésta, 'Stripped'. En 2003 presentó su segundo álbum 'The Diary of Alicia Keys', un disco inspirado en la música americana de los años 70, producido por Peter Edge, Jeff Robinson y por la propia Alicia Keys. El disco en sí, y la colaboración que realizó en 2004 con el cantante Usher para el tema 'My Boo' le valieron 8 nominaciones a los premios Grammy 2005. Cabe destacar la nominación de 'If I Ain't Got You' como Canción del Año y del álbum como Disco Del Año, dos de las más importantes categorías de los Grammy.
En octubre de 2005 se lanzó a la venta el disco 'Unplugged', álbum en vivo de las descontinuadas series de conciertos acústicos de la MTV que Keys trajo de nuevo a la luz. El álbum debutó en el n°1 de ventas de EEUU, convirtiendo a Keys en la primera cantante femenina de r&b en debutar consecutivamente con tres álbumes en el n°1. Aparte de ser el segundo unplugged con mejores ventas en la primera semana, sólo superado por el de Nirvana. Keys grabó un dueto junto a Bono de U2 para ayudar a la organización contra el SIDA, 'Keep A Child Alive', de la cual Keys es portavoz mundial. El tema es una versión de 'Don't Give Up' de Peter Gabriel. Rebautizado por Keys y Bono como: 'Don't Give Up (Africa)'.
Su siguiente disco 'As I am' se publicó el 13 de noviembre de 2007. Trabajo en el que contó con la ayuda de la compositora Linda Perry, que contribuye con tres temas, entre ellos, 'The Thing About Love', canción que Alicia Keys interpretó en el Live Earth. En este disco se ha acercado más al rock y al funk que en álbumes anteriores. «He sido totalmente libre a la hora de componer y el resultado supera las expectativas con creces», ha dicho Keys en declaraciones a Billboard. En 2008, grabó la canción "Another Way To Die" a dúo junto con Jack White para la película Quantum of Solace de la saga cinematográfica de James Bond. Este trabajo se vio envuelto en polémica porque fue elegido a costa de descartar una canción de Amy Winehouse, quien anunció que publicaría su canción para demostrar que era superior a la elegida.
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