Se dio a conocer cantando en una actuación improvisada en la banda Thee Headcoats. Más tarde, se incorporó a la banda The Delmonas y cambió su nombre a Thee Headcoatees, gracias a Billy Childish, fundador de Thee Headcoats.[1][3] Golightly inició su carrera en solitario en 1995, pero continuó siendo miembro activo de Thee Headcoatees hasta su disolución en 1999. En su carrera en solitario ha incorporado elementos de rhythm and blues, rockabilly y sonidos de los años 60 e interpreta viejas canciones poco conocidas.[1][3]
Ha lanzado trece discos en solitario y ha colaborado con otros artistas, como Billy Childish, Rocket from the Crypt y The White Stripes.[1] También ha interpretado dos canciones para la banda sonora de la película Flores rotas de Jim Jarmusch.
A mediados de la década del 2000, Golightly formó un duo con su compañero de banda de muchos años Lawyer Dave, con el que grabó y realizó muchas giras. Radicados en Estados Unidos, conocidos como Holly Golightly and The Brokeoffs, lanzaron cinco álbumes y un EP entre 2007 y 2012, y ganaron el premio al Mejor Álbum Americana en los Independent Music Awards por Dirt Don't Hurt. La revista Time Out describió a Golightly como una "doyenne del garage rock inglés".[4]