במהלך 2014, קלי עבדה עם בראון על אלבום הבכורה שלה, שבו היו לה תרומות של טובי גד, מקס מרטין ואד שירן. הסינגל הראשי מהאלבום, "Nobody Love", יצא ב-8 בפברואר 2015. זה נכתב על ידי ריקארד גורנסון, מקס מרטין, וטורי קלי עצמה. קלי ביצעה את "Nobody Love" בטקס פרסי המוזיקה של בילבורד 2015
אני לא יודע. האלבום, שכותרתו "חיוך בלתי נשבר", יצא ב-23 ביוני 2015, והגיע למקום השני במצעד "בילבורד" 200. קלי ביצעה את השיר "Should've Been Us" בטקס פרסי ה-MTV לשנת 2015. באוקטובר 2015, קלי כיסה את השיר "Colors of the Wind" מ"פוקהונטס" באלבום "We Love Disney". "Hollow" יצא ב-22 באוקטובר 2015 כסינגל הראשון מהדורה החדשה של "Unbreakable Smile". באותו חודש, קלי הפכה לשגריר המותג של ויליאם ראסט, קו הבגדים שנוסד על ידי ג'סטין טימברלייק. בסוף 2015 קיבלה קלי מועמדות לאמן החדש הטוב ביותר בטקס פרסי הגראמי ה-58. היא הופיעה בטקס עם הזמר האנגלי ג'יימס ביי. היא הפכה לאמנית הראשונה בהיסטוריה שהופיעה עם שיר פופ נוצרי בטקס פרסי הגראמי.