En 2010, Louis Tomlinson, Harry Styles, Liam Payne, Zayn Malik y Niall Horan se anotaron para solistas para la séptima temporada de The X Factor, pero no calificaron para la categoría "Chicos." Después de la sugerencia por la jueza invitada Nicole Scherzinger, fueron colocados juntos para formar una banda de cinco integrantes, calificando para la categoría "Bandas."La nueva boyband tuvo cinco semanas para unirse como grupo antes de la próxima etapa de la competencia. La banda se juntó para practicar en Manchester en una casa al final del jardín del padrastro de Styles para conocerse, y practicar. Malik dijo: "no sabíamos que era una armonía. Simplemente cantábamos en unísono por dos semanas." Payne acordó: "decíamos ideas. Aunque los primeros días fueron tranquilos. Todos teníamos ideas diferentes pero no sabíamos de qué se trataba ser una banda." A Styles se le ocurrió el nombre One Direction ya que pensó que sonaría bien cuando el anunciador de The X Factor Peter Dickson, leyera su nombre en los shows en vivo. Para su canción calificativa, y su primera como una banda, One Direction cantó una versión acústica de "Torn."

En los shows en vivo, One Direction cantó las siguientes canciones:

Semana 1: "Viva la Vida - Coldplay"

Semana 2: "My life would suck without you - Kelly Clarkson"

Semana 3: "Nobody knows -Pink"

Semana 4: "Total eclipse of the heart - Bonnie Tyler"

Semana 5: "Kids in America - Kim Wilde"

Semana 6: "The way you look tonight - Elton John"

Semana 7: "All you need is Love - The Beatles"

Semana 8: "Summer of '69 - Bryan Adams" 

"You are so beautiful - Joe Cocker"

Semana 9 - Semi final: "Only Girl (in the world) - Rihanna"

"Chasing cars - Snow Patrol"

Semana 10 - FINAL: "Your song - Elton John"
"She's the one - Robbie Williams"
"Torn - Natalie Umbriglia"

 Después de la eliminación de F.Y.D., Diva Fever y Belle Amie en cuatro semanas, eran los únicos por parte de Simon Cowell en la competencia. La banda rápidamente obtuvo popularidad en Reino Unido. One Direction terminó en tercer lugar detrás de Rebecca Ferguson y el ganador Matt Cardle. Inmediatamente después de la final, su canción "Forever Young", la cual hubiera sido lanzada si hubieran ganado el programa, fue filtrada en Internet. La banda dijo que la experencia fue de un gran cambio, dijo Payne: "normalmente cuando te ponen con una banda tienen algo de tiempo para alejarse y desarrollarse pero teníamos que hacer eso en la competencia en vivo, enfrente de 20 millones de personas. Si haces un error enfrente de una audiencia así, te sacan por votos. No teníamos espacio para errores. Tuvimos que crecer muy, muy rápido." Tomlinson agregó, "Quedamos destrozados cuando no ganamos. Pero luego empezamos a reflexionar sobre ello y pensamos, éramos la última banda de ahí, la más joven en la competencia, y ni siquiera nos conocíamos hace meses. Y cuando lo miras de esa manera, hicimos bastante bien. Algunas personas dicen que X Factor es un viaje fácil y salto a la fama. Pero veníamos de la nada, y no teníamos experiencia como banda para nada. Y para mí, al momento que llegamos al final del show, éramos un grupo totalmente diferente. Trabajamos tanto, y alcanzamos tanto.

En enero de 2011, One Direction firmó un contrato de £2 millones con la compañía de Cowell, Syco Records.Styles dijo: "Queríamos ganar y salir terceros fue una gran decepción. Así que saber que éramos contratados fue increíble. Simon Cowell nos decía, '¡tu vida está por cambiar!' Era raro. De venir de nuestra primera audición a ser firmados por Syco es un gran viaje." En noviembre de 2011, firmaron un contrato con Columbia Records en América del Norte. Steve Barnett, el co-presidente de Columbia Records, dijo que no fue una decisión difícil en firmar a One Direction. "Otros artistas en esa categoría se han hecho un poco mayores," dijo. "Pensé que había un vacío, y quizás ellos podrían aprovecharlo y mantenerlo."One Direction y otros nueve concursantes de la serie participaron en X Factor Live Tour desde febrero de 2011 hasta abril de 2011. La gira consistía en fechas en Reino Unido e Irlanda. La gira vio al grupo actuar para 500,000 personas a través de Reino Unido