Les Girls Aloud sont les gagnantes de la dernière édition du Popstar anglais. Intitulé précisment Popstars : The Rivals, l'émission devait amener à la création d'un groupe de garçon et d'un groupe de fille, qui devaient sortir un single le même jour et voir qui auarit le plus de succès. A ce petit jeux, Cheryl Tweedy, Nadine Coyle (les deux brunes), Sarah Harding, Kimberley Walsh (les deux blondes) et Nicola Roberts (la rousse) vendent deux fois plus que les garçons. Venues des quatres coins de l'Angleterre, les cinq jeunes femmes deviennent les Girls Aloud, en décembre 2002 et le succès de leur single Sound Of The Underground qui sort dans la foulée (au Royaume-Uni) les propulse au sommet des charts. C'est au printemps 2003 qu'elles traversent la Manche et arrivent en France.

Parfois surnommée "Chezza" dans la presse, sa présence au sein des Girls Aloud lui a permis d'acquérir une célébrité certaine. Cheryl a ainsi été classée 70e du classement FHM des femmes les plus sexy au Royaume-Uni. En juillet 2006, elle signe un contrat de 200.000 £ pour devenir l'égérie du Coca-Cola Zero lors de son lancement au Royaume-Uni. Lors d'un enregistrement de l'émission Top of the Pops, Mike Skinner du groupe The Streets lui a dédicacé sa chanson When You Wasn't Famous, faisant naître bon nombre de spéculations dans les médias, certains évoquant que la chanson parlerait d'elle. Mike Skinner a plus tard corrigé le tir en expliquant qu'il n'aurait dédié cette chanson que parce que les Girls Aloud participaient à cette émission également et étaient donc présentes. Lily Allen a écrit une chanson sur elle qui porte également son nom, Cheryl Tweedy. On retrouve celle-ci en face B du single Smile. Le 25 août 2006, Cheryl co-présente un épisode de The Friday Night Project aux côtés de Kimberley Walsh et Sarah Harding, deux autres membres du groupe, où elle aurait beaucoup impressionné Sharon Osbourne et le vainqueur de Big Brother 7, Pete Bennett. Cheryl Cole a également participé à Comic Relief Does The Apprentice en 2007 afin de récolter des fonds pour l'association Comic Relief. Dernièrement, Cheryl a participé au single Heartbreaker de Will.i.am. A labase, elle ne devait qu'apparaître dans la vidéo mais celui-ci lui a proposé de réécrire quelques mots et de chanter sur le morceau. Elle est donc crédité en featuring.

Alors qu'elle et Ashley Cole n'étaient même pas encore mariés, elle remporte le titre de la Femme de Footballeur le plus Sexy en 2006 dans le magazine FHM, et en tant que fiancée d'Ashley Cole, elle fut une "WAG" (pour Wives And Girlfriends, qui est le terme pour désigner les petites amies et femmes des footballeurs jouant en équipe nationale) en Allemagne lors de la Coupe du monde de football de 2006. Elle épouse Ashley Cole à Wrotham Park dans la ville d'Hertsmere et l'a région du Hertfordshire le 15 juillet 2006 - alors qu'ils avaient à l'origine prévu se marier à Highclere Castle dans la ville de Berkshire, d'après les rumeurs rapportées par un garde local. Lorsqu'ils ont décidé de changer leurs plans, Cheryl et Ashley ont demandé au personnel de ne mentir à la presse et donc de ne pas révéler qu'ils n'étaient pas encore mariés. Cheryl portait le jour du mariage une robe dessinée par Roberto Cavalli, d'une valeur de 110.000 £ (soit environ 145.000 €). Le mariage a été payé par OK! Magazine, qui a déboursé 1 million de £ au couple pour l'exclusivité des photos. Le tabloïd anglais The Sun du 25 janvier 2008 rapporte qu'Ashley Cole a été infidèle durant le mois de décembre 2007 et que le couple serait sur le point de se séparer.