Solista

En julio de 2017, Tomlinson lanzó el sencillo «Back to You» junto a Bebe Rexha y Digital Farm Animals. La canción alcanzó el número ocho en la lista de singles del Reino Unido y el número cuarenta en la lista Billboard Hot 100. Más tarde, se anunció que había firmado un contrato discográfico con Epic Records. En octubre de 2017, lanzó un sencillo promocional «Just Like You» que alcanzó la posición noventa y nueve en las listas del Reino Unido. Después de eso, lanzó su segundo sencillo en solitario «Miss You» en diciembre de 2017.En febrero de 2019, se anunció que había firmado con Arista Records; su primer lanzamiento bajo su nueva discográfico fue la pista «Two of Us» estrenada el 7 de marzo de 2019.​ El 5 de septiembre de 2019 estrenó «Kill My Mind».El 23 de octubre de 2019 Tomlinson anunció su primer álbum de estudio Walls en un video publicado en las redes sociales, diciendo que estaba «realmente aliviado de estar finalmente de regreso» y agradeció a los fanáticos por su paciencia.