W 1920 roku współpracował z wydawnictwem muzycznym Pace-Hady. Rok później wziął udział w trasie koncertowej, występując z Ethel Waters[2]. W 1922, będąc wówczas w Nowym Orleanie poznał Louisa Amstronga, zaczynającego karierę jako kornecista[2]. W 1923 spotkał się z kilkoma innymi muzykami na przesłuchaniu, z którymi to założył zespół. Na współpracę zgodził się również Louis Armstrong[2].
Początkowo Henderson był w zespole jedynie pianistą, jednak w 1927 orkiestra straciła aranżera, a Henderson postanowił zająć jego miejsce. Wtedy właśnie ujawnił się jego wyjątkowy talent do aranżacji[2].
W 1934 Henderson współpracował z Bennym Goodmanem, który zakładając nowy big-band potrzebował nowych aranżacji. Goodman zwrócił się z tym właśnie do Hendersona[2]. Zagrał on nawet z zespołem Benny'ego w sierpniu 1935 serię koncertów[2]. Wykonano na nich aranże Hendersona. Później wszedł on w stały skład orkiestry, tworząc dla niej kolejne aranże[4][2]. Poskutkowało to również rozpadem Fletcher Henderson Orchestra.
Z Goodmanem współpracował niemal do śmierci w 1952 roku[2].