Niall sa vo svojich šestnástich rokoch rozhodol prihlásiť do siedmej série X Factoru. Po odspievaný piesne "So Sick" speváka Ne-YO rozhodla o jeho osude Katy Perry , práve jej hlas ho poslal z kastingu na sústredenie. Tu však s piesňou "Champagne Supernova" od anglickej hudobnej skupiny Oasis neoslnil a do výberu najlepších chlapcov sa neprebojoval.
Okrem Nialla nepostúpili ešte štyri nádejní speváci. Porotkyňa Nicole Scherzinger dala päticu mladíkov dokopy a poslala ich ďalej ako skupinu. Pätica, v ktorej bol s Niallom ešte Harry Styles , Liam Payne , Zayn Malik a Louis Tomlinson spolu trávila dva týždne, počas ktorých sa mali možnosť navzájom spoznať. Počas tejto doby sa zrodil aj názov skupiny One Direction , ktorý navrhol Niallov kolega Harry Styles.
Prvá pieseň, s ktorou spoločne vystúpili bola akustická verzia "Torn" od Natalie Imbruglie . Počas prvých živých vystúpení si skupina rýchlo získala popularitu v celej Británii. One Direction si nakoniec z X Factoru odniesli tretie miesto a ich pieseň "Forever Young", ktorá by vyšla v prípade ich víťazstva unikla na internet. Krátko po skončení ich pôsobenia v súťaži podpísali nahrávaciu zmluvu v cene 2 miliónov dolárov sa Syco Music. Nahrávacia spoločnosť bola založená Simonom Cowellom , hlavným porotcom talentových súťaží akými je práve X Factor a má exkluzívne práva k spolupráci s víťazmi a finalistami týchto súťaží.