Az X Faktorban 14 évesen is meghallgatták, ám akkor a mentorok nem juttatták tovább, mivel elég fiatal volt, és a hangja is elég éretlen volt. Korábban nyári táborokban is fellépett, s Cher elmondása szerint a műsorára a vélemények elég megosztóak voltak.
2010-ben az X Faktor meghallgatásán Keri Hilson-tól a Turn My Swag On-t adta elő, majd a táborban a Viva La Vida rapesített – Cher által átvariált változatát hallhattuk tőle. A mentorok házában a Cooler Than Me-vel rukkolt elő, ám torokgyulladása miatt nem tudta befejezni a dalt. Kapott egy második esélyt is, ám akkor sem sikerült neki. Mindezeket leszámítva Cheryl Cole beválasztotta a döntőbe jutott lányos szekcióba, azaz a saját mentoráltjai közé.

Az X Factorban általa előadott dalok listája(X-faktoros fellépések letöltései):

1. döntő: Just Be Good To Me
2. döntő: Hard Knock Life (Ghetto Anthem), mely Jay-Z tetszését is elnyerte.
3. döntő: Shout /No Diggity
4. döntő: Stay, melyet Simon Cowell a széria legjobb dalának titulált.
5. döntő: Empire State of Mind
6. döntő: Sorry Seems to Be the Hardest Word / MockingBird
7. döntő: Imagine
8. döntő: Nothin’ On You, és Love the Way You Lie
9. döntő: The Clapping Song/Get Ur Freak On, illetve Where Is The Love / I Gotta Feeling (ft. Will.I.Am)

A hetedik döntőben ő volt az egyik, aki a legkevesebb szavazatot kapta, ám három mentor, Cole, Cowell, és Walsh megmentette, így Paije Richardson távozott Cher helyett. A következő héten, a nyolcadik döntőben is kevés szavazatot kapott, ám akkor is bizalmat szavaztak neki, Cher-t ezúttal is megmentették a mentorok, s Mary Byrne távozott a versenyből. A kilencedik héten is kevesen szavaztak rá, ám ekkor már nem mentették meg a mentorok, így Cher Lloyd lett a brit X Faktor hetedik szériájának negyedik helyezettje.

Az X-Factor után Simon Cowell lemezkiadójával, a Sycoval szerződött le.