Em dezembro de 2017, a música "Grown" foi anunciada como tema de abertura da série de televisão Grown-ish, enquanto Chloe e Halle foram escaladas para papéis recorrentes. Na estreia da série, a faixa "The Kids Are Alright" foi lançada. O primeiro álbum de estúdio das irmãs, The Kids Are Alright, foi lançado em março de 2018. Em entrevista para a revista Billboard, elas comentaram: "São três anos de autodescoberta, vulnerabilidade e crescimento, todos colocados em um álbum. Colocamos nossos corações e almas em todas as letras, todas as batidas e não podemos esperar para que o mundo ouça". No Grammy Awards de 2019, as irmãs foram indicadas na categoria de artista revelação e seu álbum foi indicado a melhor álbum urban contemporary. Em maio de 2018, a dupla se juntou ao DJ Khaled como atos de abertura da On the Run II Tour, segunda turnê mundial de Beyoncé e Jay-Z. Em setembro de 2018, a dupla foi promovida para o elenco regular de Grown-ish.
Em fevereiro de 2019, Chloe x Halle cantaram "America the Beautiful" durante a 53.ª edição do Super Bowl. Em julho de 2019, a Disney anunciou que Halle foi escalada como Ariel na refilmagem live-action de A Pequena Sereia, que será dirigida por Rob Marshall. Em novembro do mesmo ano, Chloe entrou para o elenco do thriller sobrenatural The Georgetown Project, da produtora Miramax.