Jansen was van 1997 tot begin 2009 de zangeres van de Nederlandse metalband After Forever. Vanaf 1999 studeerde zij aan de Rockacademie in Tilburg met als klasgenoten Jacqueline Govaert en Danny Vera, waar ze in 2003 afstudeerde. Naast haar bezigheden bij After Forever gaf zij zanglessen. Ze speelt gitaar, piano en fluit. Op 5 mei 2010 presenteerde ze haar nieuwe band ReVamp, die in september 2016 werd opgeheven.
In augustus 2010 was Jansen te gast in het tv-programma De tiende van Tijl. In dat programma zong ze een aria van Puccini.
Vanaf 1 oktober 2012 verving Jansen Anette Olzon als zangeres van Nightwish tijdens de Imaginaerum World Tour. Op 9 oktober 2013 werd bekendgemaakt dat ze de vaste nieuwe frontzangeres van de groep werd. In 2015 bracht Nightwish met Jansen als leadzangeres het album Endless Forms Most Beautiful uit. Het tweede studioalbum van Nightwish met Jansen als frontzangeres, Human. :II: Nature., kwam uit in april 2020.
Verder werkte Jansen als gastmuzikant mee aan albums van Ayreon, Within Temptation, Star One en Bertus Borgers.
In januari 2013 was Jansen voor de tweede keer te gast in het tv-programma De tiende van Tijl. In dat programma zong ze weer een aria van Puccini. In maart 2016 was ze te gast in het tv-programma De Reünie.
In 2017 heeft Jansen een album opgenomen met Jørn Viggo Lofstad. Ze vormen samen het hard-rock duo Northward. Op 24 augustus 2018 kwam het eerste nummer uit "While love died". Het volledig album verscheen op 19 oktober 2018.
De vrouwelijke zangpartij van de muziek van De Vliegende Hollander in attractiepark de Efteling, te horen in de wachtruimten, was oorspronkelijk ingezongen door Floor Jansen. Om juridische redenen werd haar stem echter vervangen door die van zangeres Martine Grünwald.
Eind augustus 2019 verwierf ze ook in Nederland voor een breed publiek naamsbekendheid dankzij haar deelname aan het televisieprogramma Beste Zangers. Jansen zong onder meer een duet met Henk Poort uit de musical The Phantom of the Opera.