O primeiro álbum de Justin, My World, foi lançado em 17 de novembro de 2009. O álbum conta com o vocal de apoio de Usher, que aparece no videoclipe de “One Time”, que foi seu primeiro single. Bieber realizou uma turnê promocional para divulgar o single e esteve em várias estações de rádio. “One Time” alcançou a posição #12 na Canadian Hot 100 durante sua primeira semana, em julho de 2009, e a #20 na Billboard Hot 100. Em 26 de setembro de 2009, “One Time” foi certificado Platina no Canadá. Os três singles seguintes foram “One Less Lonely Girl”, “Love Me” e “Favorite Girl”, os dois últimos exclusivamente no iTunes, e ficaram posicionados no top 15 do Canadá e no top 40 dos Estados Unidos.
Bieber se apresentou em diversos programas como VMA 09 Tour da mtvU, o programa europeu The Dome, The Next Star, The Today Show, The Wendy Williams Show, Lopez Tonight, The Ellen DeGeneres Show, It’s On with Alexa Chung, Good Morning America, Chelsea Lately e 106 & Park com Rihanna. Bieber também fez uma participação em um episódio de True Jackson, VP, em 2009. Em outubro de 2009, Justin foi votado como o 5º “Melhor Bom Exemplo de 2009″ pela JSYK da AOL.
Bieber performou para o presidente dos Estados Unidos Barack Obama e a primeira dama Michelle Obama na Casa Branca para o Christmas in Washington, um especial musical televisionado que beneficiou o National Children’s Medical Center e que foi exibido em 20 de dezembro de 2009 na TNT. Ele apresentou “Someday at Christmas”, de Stevie Wonder, no programa. Ele se apresentou no 52º Grammy Awards em 31 de janeiro de 2010, com Kesha.
Justin abriu os shows da Fearless Tour de Taylor Swift no Reino Unido e fez uma pequena turnê de cinco shows no Canadá, patrocinada pela Urban Behavior. Bieber confirmou que irá viajar para sua primeira turnê completa em algum momento de 2010, e que vai abrir novamente o show de Taylor Swift quando ela se apresentar no Gillette Stadium durante o concerto anual para o vencedor do prêmio CMA Entertainer of the Year. Justin foi convidado para participar como um dos vocalistas na regravação de We Are The World em benefício das vítimas do terremoto no Haiti, denominada “We Are the World 25 for Haiti”, onde canta a primeira linha – originalmente de Lionel Richie. Ele também participou de outro projeto pela mesma causa, composto apenas por artistas canadenses, creditados como Young Artists for Haiti, que gravaram a canção “Wavin’ Flag”, de K’naan.