ชวลี ช่วงวิทย์ ชื่นชอบการร้องเพลงมาตั้งแต่เด็ก แต่ได้เริ่มร้องเพลงอย่างจริงจัง เมื่อ พ.ศ. 2485 โดยชวลีได้เข้าวงดนตรีกรมโฆษณาการ ตามคำชักชวนของจมื่นมานิตย์นเรศ (เฉลิม เศวตนันทน์) นับว่าเป็นนักร้องหญิงคนที่ 7 ของวง (ต่อจาก มัณฑนา โมรากุล, รุจี อุทัยกร, สุภาพ รัศมิทัต, สุปาณี พุกสมบุญ, จันทนา โอบายวาทย์ และจุรี โอศิริ) ชวลีได้นำเพลงมาขับร้องทดสอบกับเปียโนที่ครูสริ ยงยุทธบรรเลง 2 เพลง คือ เพลงดวงใจ และเพลงสาส์นรัก อันเป็นบทพระราชนิพนธ์ในพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัวทั้ง 2 เพลง ผลปรากฏว่า ชวลีผ่านการขับร้อง และได้รับบรรจุเป็นคีตศิลปิน กรมโฆษณาการ ในขณะอายุ 18 ปี[1]

เมื่อจะต้องร้องเพลงแล้ว ชื่อ "ชนอ ช่วงวิทย์" ก็เริ่มเป็นปัญหาในการขับร้องเพลง เพราะญาติไม่ต้องการให้ใช้ชื่อจริงในการขับร้องเพลง ครูเอื้อ สุนทรสนาน จึงได้เปลี่ยนชื่อให้ใหม่เป็น "ชวลี" แต่ใช้นามสกุลเดิม จึงเป็นชื่อชวลี ช่วงวิทย์เรื่อยมาตลอด (ชื่อของชวลี ช่วงวิทย์นั้น เป็นปัญหาที่ถกเถียงกันมานานว่าเป็น "ชวลี" หรือ "ชวลีย์" กันแน่ โดยทางทายาทยืนยันว่าเป็น "ชวลี" ตามหลักฐานที่ครูเอื้อได้เขียนนำเสนอเพลงที่จะบรรเลงขับร้องทางวิทยุคลื่นสั้น ต่อหัวหน้ากองวิทยุฯ ก่อนบรรเลงทุกครั้ง ในขณะที่ปกแผ่นเสียง เทป และซีดีที่มีอยู่นั้นมักจะเขียนเป็น "ชวลีย์")

ชวลี ช่วงวิทย์ร้องเพลงในวงดนตรีกรมประชาสัมพันธ์ และ วงดนตรีสุนทราภรณ์มานานกว่า 30 ปี โดยมีผลงานเพลงที่บันทึกแผ่นเสียงไว้ค่อนข้างมาก โดยมักจะเป็นเพลงคู่กับ ครูเอื้อ สุนทรสนาน และ วินัย จุลละบุษปะ และด้วยเสียงที่สูง กังวาน และหวานทำให้ชวลี ช่วงวิทย์ได้รับพระมหากรุณาธิคุณให้ขับร้องบทเพลงพระราชนิพนธ์เป็นจำนวนมาก นับว่ามากที่สุดในบรรดานักร้องวงดนตรีกรมประชาสัมพันธ์และวงดนตรีสุนทราภรณ์ก็ว่าได้ เช่น คำหวาน,ยิ้มสู้,ยามเย็น,ยามค่ำ,อาทิตย์อับแสง,สายลม เป็นต้น

ในระหว่างที่อยู่ในวงดนตรีกรมโฆษณาการนั้น ได้มีการประกวดการร้องเพลงของนักร้องอาชีพด้วย ในครั้งนี้ ชวลีเข้าร่วมประกวดด้วย พร้อมกับมัณฑนา โมรากุล และครูล้วน ควันธรรม โดยชวลีได้เลือกเพลงบัวงาม (เกียรติศักดิ์หญิงไทย) เข้าประกวด แต่ในครั้งนี้มัณฑนา โมรากุลชนะการประกวดฝ่ายหญิง

ชวลีร้องเพลงอยู่ในวงดนตรีกรมโฆษณาการนานเกือบ 30 ปี ก็ได้ลาออกจากราชการไปเมื่อ พ.ศ. 2513 ด้วยเหตุผลบางประการ แต่ยังไม่ละทิ้งชีวิตการร้องเพลงเสียทีเดียว เพราะชวลียังกลับมาขับร้องเพลงอยู่บ้างในบางโอกาสกับวงดนตรีสุนทราภรณ์ วงดนตรีกรมประชาสัมพันธ์ วงดนตรีสังคีตสัมพันธ์ เป็นต้น โดยครั้งสุดท้ายที่ชวลีออกมาร้องเพลง คือ งาน "สุนทราภรณ์ครึ่งศตวรรษ" เมื่อ พ.ศ. 2532

ภายหลังจากที่ชวลีออกจากวงดนตรีกรมประชาสัมพันธ์ และ วงดนตรีสุนทราภรณ์แล้ว น้องสาวต่างมารดาของชวลียังเข้ามาเป็นนักร้องดาวรุ่งพรุ่งนี้ของวงดนตรีสุนทราภรณ์ นั่นคือ ช่อฉัตร รัตนกมล เจ้าของเพลงคมปาก ปัจจุบันขับร้องอยู่กับคณะจารุกนก ในความควบคุมของโศภดาห์ เกตุผึ้ง