2012-14: Student of the Year y en BollywoodEditar

Mohan debutó en Bollywood con Student of the Year (2012), compuesta por Vishal-Shekhar, donde interpretó la balada suave «Ishq Wala Love», junto a Salim Merchant y Shekhar Ravjiani. A continuación se la escuchó en «Jiya Re» de Jab Tak Hai Jaan, compuesta por A. R. Rahman. Mohan percibió que Rahman la llamó para grabar la canción, ya que ella ha mostrado «mucho espíritu» en los espectáculos que hizo con él, y en la canción aparece una chica -interpretada por Anushka Sharma- que interpreta la canción «con mucho brío». Shivi, de Koimoi, mencionó que la «refrescante voz de Mohan interpreta el tema con mucho entusiasmo y variaciones». Aunque «Ishq Wala Love» se estrenó antes, la primera canción en hindi que grabó Mohan fue «Jiya Re». Por su trabajo en ambas canciones, Mohan ganó el premio RD Burman al nuevo talento musical en los premios anuales Filmfare, y ganó el premio a la mejor intérprete femenina por la canción «Jiya Re». Además, Mohan hizo los coros junto con Natalie Di Luccio en «Bittoo Sab Ki Lega», compuesta por Raghav Sachar, de Bittoo Boss, estrenada ese mismo año. Durante ese año, lanzó su primer sencillo, titulado «Ja Ja»; compuesto y escrito por Mohan, con la ayuda de su padre.

Al año siguiente, Mohan prestó su voz para el tema punjabi de Ayushmann Khurrana, «Saadi Galli Aaja», co-compuesto, co-escrito y co-cantado por Khurana. Como Mohan no habla panyabí, tuvo que aprender a pronunciar la letra antes de grabar la canción. Koimoi declaró que Mohan «hipnotiza» a los oyentes en la versión desenchufada de la canción, con su «voz ronca». Mohan interpretó el tema «Kashmir Main Tu Kanyakumari» para Chennai Express, compuesto por Vishal-Shekhar, junto a Sunidhi Chauhan y Arijit Singh. Además, trabajó con Vishal-Shekhar para otros dos proyectos; Gippi y Gori Tere Pyaar Mein, donde grabó «Dil Kaagzi» para el primero y «Naina» para el segundo. Mientras Mohan y Rashid Ali actuaban en un concierto de Rahman, se le ocurrió la idea de hacer un dúo entre los dos, ya que «ambos comparten una textura vocal similar». De ahí que hiciera el playback para Sonam Kapoor en Raanjhanaa «Nazar Laaye». Mohan tuvo que aportar la «suavidad» de su voz para que coincidiera con la «actitud definida» de la persona de Kapoor para su personaje.

El primer lanzamiento de 2014 de Mohan fue «Tune Maari Entriyaan», compuesto por Sohail Sen, en Gunday. Cantada junto a Bappi Lahiri, Vishal Dadlani y KK, la canción fue un éxito comercial y de crítica, situándose en el puesto 8 del «Times of India Radio Mirchi Top 10 songs» del año. Además, Mohan, junto con Aditi Singh Sharma, interpretó la canción «Pinacolada», de Darr @ The Mall, de estilo de música electrónica de baile, comercializada como la primera canción gótica de Bollywood. Mohan volvió a colaborar con Khurrana en «Khamakhaan» de Raghu Dixit, de Bewakoofiyaan, donde The Indian Express afirmó que la canción es «propiedad de Mohan desde el momento en que respira en ella al principio sin ningún instrumento». Además de interpretar «Galat Baat Hai», de Sajid-Wajid, de Main Tera Hero, en la que Rajiv Vijayakar, de Bollywood Hungama, consideró que la voz de Mohan era «enérgica», prestó su voz para «Kambal Ke Neeche», de Kaanchi, compuesta por Ismail Darbar. Mohan describió esta última como una «canción familiar», ya que en el vídeo aparecen dos de sus hermanas: Shakti Mohan y Mukti Mohan.

Durante el año, Mohan trabajó con Himesh Reshammiya en cuatro películas: The Xposé, Humshakals, Kick y Action Jackson. Aishwarya, de Koimoi, consideró que el talento de Mohan fue «mal utilizado» en las canciones «Catch Me If You Can» y «Dard Dilo Ke» de The Xposé. Se hicieron eco de sentimientos similares para las canciones «Caller Tune» y «Look Into My Eyes» de Humshakals, donde Aishwarya declaró: «Mohan no mostró ninguna variación de las que los fans saben que es capaz, en lo que respecta a este álbum». Sin embargo, «Tu Hi Tu», de Kick, fue aclamada por la crítica; Devesh Sharma, de Filmfare, escribió: «Mohan aporta el anhelo de una chica joven en su interpretación, y hace que su versión también sea ganadora». Además, Mohan colaboró con Jeet Gannguli por primera vez con la canción «Darbadar» de CityLights. El productor de la película, Mukesh Bhatt, quería una «Asha Bhosle joven», por lo que tuvo que «arreglar» su «tono y proyección» para la canción. Asimismo, Mohan fue contratada por Vishal-Shekhar para Bang Bang! y Happy New Year, donde la canción principal de la primera y «India Waale» de la segunda tuvieron éxito comercial. Además, Mohan hizo los coros del tema «Makhna», con Sukhwinder Singh, en la película estadounidense Million Dollar Arm, compuesta por Rahman.

2015-presente: Bombay Velvet, Baar Baar Dekho y más alláEditar

El mayor lanzamiento de 2015 de Mohan llegó con Bombay Velvet, de Amit Trivedi, donde interpretó seis temas jazzísticos para el álbum. Trivedi buscaba una voz con una calidad tonal «Asha Bhosle meets Nina Simone» para el personaje de Rosie, la cantante de jazz de Anushka Sharma, en la película, cuando consideró a Mohan como la elección. Según The Indian Express, «lo que ha funcionado» en la canción «Mohabbat Buri Bimari» es la extemporización de Mohan en medio del tema, con todos los hipos, risas y chillidos en su sitio. Es la primera vez que lee un guión antes de grabar un tema para la película correspondiente. «Me pidieron que cantara como lo haría en directo». Grabó las canciones en el estudio vestida como una cantante de jazz, con gente a su alrededor para animarla. Para otro tema, «Dhadaam Dhadaam», Mohan se encerró en una habitación y se le pidió que «sintiera el dolor de alguien que está pasando por una ruptura». Describiendo el momento en que grabó la canción, dijo: «Tuve fiebre después de esa canción y casi se puede oír la lágrima en mi voz hacia el final». Además, Mohan grabó un tema titulado «Naak Pe Gussa» para la película, inspirado en el caso de K. M. Nanavati contra el Estado de Maharashtra. Mohan volvió a colaborar con Trivedi en Shaandaar, donde interpretó tanto «Nazdeekiyaan» como «Senti Wali Mental» para la película.

Durante el año, se asoció con Ankit Tiwari para «Aalif Se» en Mr. X y trabajó con Shankar-Ehsaan-Loy para «Sarfira» en Katti Batti, donde R.M Vijayakar de India West declaró que «Mohan se destaca como lo más grande del cine». Colaboró con Rahman para la canción tamil «Mersalaayitten» incluida en la banda sonora de I, interpretada junto a Anirudh Ravichander. Según el International Business Times, Mohan «interviene» interpretando la palabra del título de forma «porsche». Ese mismo año, Mohan fue contratado para interpretar la canción «Neeyum Nannum» de Naanum Rowdydhaan, compuesta y cantada por Ravichander. Además, interpretó la canción «Kohila» de Ko 2, compuesta y cantada por Leon James. Luego se la escuchó en una composición de Himesh Reshammiya; «Tod Tadaiyya» de Prem Ratan Dhan Payo. El último lanzamiento del año contó con Mohan en una composición de Amaal Mallik; una recreación de la canción «Tumhe Apna Banane Ka» de Sadak (1991). Incluida en el álbum Hate Story 3, interpretó la canción junto a Armaan Malik. Al elogiar la interpretación de Mohan de la canción, el compositor Mallik señaló: «La hice cantar completamente de barítono. La hice cantar como una diosa sensual. Evocó una voz que no sabía que tenía». En el Día Internacional de la Mujer, lanzó su single «Udne De», compuesto, cantado y coescrito por ella misma, como una dedicación a todas las mujeres tras el incidente de Nirbhaya.

Al año siguiente, Mohan colaboró con Reshammiya en otras dos películas: Sanam Teri Kasam y Teraa Surroor. «Haal-E-Dil» de la primera recibió elogios de la crítica. India West elogió a Mohan en su reseña del álbum musical: «Su madera resonante pasa a ser relajante y vuelve a ser inquietante en un instante con una habilidad envidiable». Obtuvo su segunda nominación a los premios Filmfare como mejor intérprete femenina por la canción «Sau Aasmaan» de Baar Baar Dekho. Compuesta por Mallik, la canción fue apreciada por la crítica, mientras que Suanshu Khurana, en su crítica, escribió: «Mohan la canta con una voz que no habíamos oído antes: un canto ligeramente operístico y en falsete». Además de cantar canciones para películas, Mohan actuó junto a Mohit Chauhan en un vídeo musical del programa de televisión Yeh Hai Aashiqui y el dúo apareció en algunos de los episodios de la serie como narradores musicales. También participó en el reality show musical The Voice India Kids como una de las mentoras, junto con Shaan y Shekhar Ravjiani. A finales de año, ejerció de coach en la segunda temporada del reality show de talentos indio The Voice.

En 2017, Mohan grabó «Khoobsurat Star Parivaar» junto a Jubin Nautiyal. También interpretó dos canciones para la serie web titulada «Mixtape» producida por el sello musical T-Series. La fusión de «Dua» de Shangai y «Saware» de Phantom, interpretada junto a Salim Merchant, fue recibida positivamente por la crítica. A pesar de aparecer en el single «Man Marziyan», se la escuchó en varias pistas grabadas para películas. Se la escuchó en una composición optimista de Rahman, junto con Arjun Chandy y Savithri R Prithvi para la banda sonora del álbum Ok Jaanu. Titulada «Jee Lein», recibió críticas mixtas. A continuación se la escuchó en el tema romántico compuesto por Chirantan Bhatt «Bawra Mann», interpretado con Nautiyal. La canción se grabó originalmente para Singh Is Bliing (2015), pero se utilizó en el álbum de la banda sonora de Jolly LLB 2 (2017), ya que no encajaba con la temática de la primera. Mohan colaboró con Pritam y Rochak Kohli para dos álbumes; Jab Harry Met Sejal y Lucknow Central respectivamente, donde interpretó la canción «Raula» con Diljit Dosanjh para el primero. Además, contribuyó al álbum musical de Baadshaho interpretando una canción retro-contemporánea «Piya More» con Mika Singh para una composición de Ankit Tiwari y también grabando la versión recreada de «Keh Doon Tumhe» de Deewaar (1975). Titulada «Socha Hai», fue eliminada de la película debido a problemas con los derechos musicales, mientras que «Piya More» también se modificó ligeramente debido a las cuestiones legales, ya que suena «similar a lo que Tiwari ha cedido a otro productor».En diciembre de 2017, puso voz a las partes de Rapunzel que hablan y cantan en el doblaje hindi de Enredados: Before Ever After. En febrero de 2020, ella (junto con Aparshakti Khurana & Shekhar Ravjiani ) presentó la 12ª edición de la Ceremonia de los Premios de Música Mirchi . En noviembre de 2020, puso voz al personaje de ‘Queen Poppy’ de la versión doblada al hindi de la popular comedia musical animada ‘Trolls World Tour’. Neeti ha cantado tres canciones para el personaje de Poppy que han sido cantadas por Anna Kendrick en la versión inglesa – Koi Geet Gao (tema romántico), Iss Pal Ko Jio (tema rockero alegre) & Trolls Toh Karenge Fun (tema principal alegre).