Zelmerlöw deltade på melodifestivalen tre gånger, år 2007 (Cara Mia), 2009 (Hope & Glory), 2015 (Heroes). Varje år gick han till finalen men 2007 slutade han på tredje och 2009 på fjärde plats. 2015 von han melodifestivalen med Heroes och blev Sveriges Eurovision representat.

Måns Zelmerlöw wins Melodifestivalen 2015