Little Mix
Mereka akhirnya mencapai pertunjukan langsung dan dibimbing oleh Tulisa Contostavlos. Selama pertunjukan langsung pertama pada tanggal 8 Oktober 2011 Rhythmix membawakan lagu berjudul "Super Bass" oleh artis rekaman berkebangsaan Amerika Serikat Nicki Minaj. Penampilan mereka dipuji oleh para juri dan Gary Barlow menyebut mereka sebagai "grup perempuan terbaik yang pernah ada di The X Factor". Pada tanggal 26 Oktober 2011, Rhythmix mengumumkan bahwa mereka akan mengubah nama mereka setelah perselisihan dengan Rythmix, badan amal musik anak-anak dengan nama yang sama yang berbasis di Brighton, setelah program ini mencoba untuk mempatenkan "Rhythmix".Seorang juru bicara "The X Factor" berkata, "Atas permintaan badan amal Rhythmix, para anggota Rhythmix telah memutuskan untuk mengubah nama mereka, keputusan yang didukung oleh Syco dan TalkbackTHAMES. Dilaporkan bahwa grup ini memutuskan untuk membuat perubahan, dengan tidak ada persyaratan hukum untuk melakukannya, untuk menghindari masalah dengan badan amal tersebut.Pada tanggal 28 Oktober 2011, diumumkan bahwa nama baru grup menjadi "Little Mix". Pada tanggal 20 November 2011, Little Mix menjadi grup perempuan pertama dalam sejarah acara ini selama delapan tahun yang mampu lolos sampai penampilan langsung ketujuh. Grup-grup perempuan yang paling lama bertahan sebelumnya adalah The Conway Suster dari The X Factor (UK seri 2) dan Hope dari The X Factor (UK seri 4), yang keduanya bertahan sampai minggu ke-7. Selama sisa kompetisi mereka umumnya menerima komentar positif. Selama tahap semifinal, Little Mix membawakan lagu milik The Supremes berjudul "You Keep Me Hangin' On" serta hit milik Beyonce berjudul "If I Were a Boy". Penampilan mereka membawakan "You Keep Me Hangin' On" menerima komentar kebanyakan negatif dari para juri dengan Louis Walsh menyatakan bahwa mereka "kehilangan semangat mereka" dan Kelly Rowland mengatakan grup perempuan yang sedang dilihatnya melakukan "pertunjukan vokal yang lebih baik". Penampilan kedua mereka malam itu, membawakan "If I Were A Boy", secara umum diakui oleh para juri dengan Walsh mengatakan mereka memiliki "potensi luar biasa" dan menyebut mereka "calon grup perempuan besar berikutnya." Rowland juga mengatakan bahwa mereka bisa "sangat dinamis" dan "mengubah dunia" ketika mereka menemukan kekuatan dalam satu sama lain. Grup ini maju hingga pertunjukan langsung terakhir bersama dengan Marcus Collins dan Amelia Lily mengikuti suara publik.