黄国伦从小就热爱唱歌，多次在校园歌唱比赛夺冠。黄国伦音乐生涯的开端是建国中学的吉他社，他是社长。在台湾交通大学管理科学系读大学时，他开始在民歌西餐厅驻唱，赚外快。之后还参加了台湾选秀歌唱节目《大学城》，拿下总冠军。唱片公司找上门，打算包装他出唱片，被他以想成为原创音乐人为由婉拒，毕业后，在台湾黑松汽水饮料企业工作两年。
1990年，黄国伦辞去黑松公司导游的工作，潜心于流行音乐的创作，正式进入音乐界。与父母约定四年为期，未完成音乐梦便回归上班族的生活。
1994年，成为福茂唱片的菜鸟制作人，半年后为在香港出道打算进军台湾市场的王靖雯（王菲）创作国语歌曲《我愿意》。这首流行音乐令歌星王菲唱红全世界华人地区。《我愿意》使王菲变成天后，也使黄国伦成为炙手可热的音乐制作人。从《我愿意》开始，《味道》、《不要对她说》，都轻轻松松破百万张销量。他一夕翻身，成为台湾金牌制作人，唱片公司曲约不断。
1995年，香港商业电台遴选黄国伦为当年度台湾最佳创作人。之前的七年，台湾只有罗大佑和李宗盛两位得主。
1996年，在唱片公司支持下，出版个人第一张创作专辑《天使》。他是唯一和香港四大天王都有过合作的制作人。黄国伦创作巅峰时期，当年香港歌坛甚至有个不成文的习惯，到台湾来一定要唱一首黄国伦的歌。一些著名歌手会专门请他飞到香港，邀他为自己写歌。
1997年12月，创作《半生缘》。
1998年，与朱约信（猪头皮）合作主持《Happy Time》，彼此分享福音音乐的异象。
1999年，与朱约信（猪头皮）共同到滚石提出福音流行唱片公司的想法；6月，在猪头皮努力奔走之下，滚石奇迹式答应成立G-Power福音品牌，成为台湾第一个以创作福音流行音乐为主的唱片公司，黄国伦成为滚石唱片「基力音乐G-Power Music」音乐总监。
2000年5月，出版一套双专辑：惊「天」动「地」。仅仅过了一年多，滚石唱片在经营压力下改组，从基力撤资。
2007年，录制节目《康熙来了》。节目中黄国伦与小S相互吐槽，播出后节目收视率瞬间猛飙。
2008年，主持节目《王牌大贱谍》。
2013年，为南京亚洲青年运动会创作并演唱主题曲《让梦想起飞》。
2014年，演艺重心转进大陆内地，活跃于各大卫视，参与数十档音乐，文化类节目的录制演出。
2015年，录制湖南卫视《我是歌手》第三季。之后还参加了节目《妈妈的牵挂》，同时担任《超级女声》的“教导主任”。不久，他还录制了节目《谁是大歌神》、《看见你的声音》及《蒙面唱将猜猜猜》。
2017年9月23日，于北京鸟巢体育场举办生平第一场个人售票演唱会《黄国伦 没有不可能 鸟巢演唱会》。
《驾驭》
《唐诗》
《知道不知道》
《挣扎》
《带领我》
《天使》
《我愿意》王菲
《影子》王菲
《一个人不如两个人》苏永康
《男人不该让女人流泪》苏永康
《同情的罪》苏永康
《爱情若是不用言语》苏永康
《白日梦》苏永康
《不要对他说》张信哲
《不必多说话》张信哲
《我是真的》张信哲
《真爱一生》张信哲
《梦》张信哲
《爱我其实很容易》张信哲
《错过你错过爱》张信哲
《味道》辛晓琪
《眼泪》范晓萱
《SOMETIMES》范晓萱
《我是真的很开心》范晓萱
《半生缘》黎明
《口不对心》黎明
《念旧》刘德华
《毛衣》刘德华
《新居》梁咏琪
《太客气》梁咏琪
《吞吐》梁咏琪
《烟火》梁咏琪
《夜未眠》梁咏琪
《曙光》梁咏琪
《想你》林志颖
《我仍然是我》林志颖
《把思念寄托远方》孟庭苇
《爱情海》孟庭苇
《信鸽》郭富城
《只要你的爱》郭富城
《脱轨》郭富城
《叛徒》郭富城
《怎么舍得你(雪狼湖)》张学友
《最好的爱》王力宏
《不要开灯》王力宏
《给我你的手》王力宏
《爱在思念蔓延时》王力宏
《痴心爱你》钟镇涛
《日出爱情》周海媚
《迷恋你》周海媚
《心病》周海媚
《平凡女子》周海媚
《你我还是错的》孙耀威
《只愿有你》孙耀威
《想我吗》赵薇
《我的爱不NG》赵薇
《玩耍》赵薇
《在我心中依然最爱》赵薇
《情迷心窍》李克勤
《惬意》李克勤
《袖手旁观》齐秦
《公寓》柯以敏
《爱是我的荣耀》柯以敏
《后来你好吗》许茹芸
《我们的爱情病了》许茹芸
《女人的心很简单》许茹芸
《MyOwnTrueLove》许茹芸
《男人最痛》许志安
《默认》许志安
《点亮霓虹灯》蔡琴
《秋止符》陈艾玲
《迷夜》陈艾玲
《七夕情》陈艾玲
《选择一个人生活》万芳
《属于你》万芳
《悲怜上帝的女儿》万芳
《离开忧郁的习惯》周慧敏
《你的爱让我想飞》周慧敏
《讨厌自己》周蕙
《我不睡》古巨基
《换日线》古巨基
《除了你(我还有谁)》苏芮
《请相信我》陈奕迅
《红色警戒》爱戴
《安全感》爱戴
《readyforlove》爱戴
《黑盒子》爱戴
《我相信》朱约信
《懒人梦》庾澄庆
2009年《老王同学会》
2009年《得奖的事》
2014年《城彩名人堂》
2017年《超级天王猪哥秀》
1984年《北海双仙戏乌龙》
2009年《我，十九岁》
2011年《迷宅幻影》
