A artista revelou no Twitter a 31 de Agosto de 2010 que dentro de dias iria enviar o tema para o locutor Ryan Seacrest. A sua estreia acabou por ser a 7 de Setembro no programa de rádio On Air with Ryan Seacrest. A canção foi lançada digitalmente três dias depois, e enviada para as áreas radiofónicas mainstream e rhythmic através da Def Jam Recordings a 21 de Setembro, servindo como primeiro single do projecto. A sua edição coincidiu com a conclusão da fase na América do Norte da digressão mundial Last Girl on Earth Tour. A recepção por parte da crítica sobre música foi positiva, complementando o refrão forte e a produção musical, bem como força vocal de Rihanna embutida na mesma. Depois do seu lançamento, chegou ao topo das tabelas musicais da Alemanha, Austrália, Áustria, Bélgica, do Canadá, dos Estados Unidos e Europa, em que o seu êxito revelou-se abrangente em maior parte do território europeu. Este desenvolvimento positivo resultou em várias certificações para a faixa, sendo entre elas, cinco platinas atribuídas pela Australian Recording Industry Association (ARIA), três pela Recording Industry Association of America (RIAA) e duas pela Federação Internacional da Indústria Fonográfica da Suécia e ainda mais uma na Alemanha, Dinamarca, Espanha, Itália, Nova Zelândia e no Reino Unido. No final do ano de 2010, posicionou-se em grande parte das listas de canções mais reproduzidas em vários países e acabou por vencer na categoria "Best Dance Recording" da 53.ª edição dos Grammy Awards.

O vídeo musical foi dirigido por Anthony Mandler e lançado a 12 de Outubro de 2010 através do serviço VEVO. O tema retratado é simplista com destaque para a matriz de cenário artístico e os adereços utilizados. O elemento dominante nas cenas é a diversão de Rihanna na encosta de uma colina. Recebeu elogios por parte dos críticos devido às paisagens desérticas, coloridas e animadoras. O teledisco venceu na categoria Best R&B Video a que estava nomeado nos MTV Video Music Awards de 2011 do Japão. A faixa recebeu várias interpretações ao vivo como parte da sua divulgação, como na cerimónia Europe Music Awards de 2010 e inclusive esteve no alinhamento da digressão mundial The Loud Tour, que passou por países como o Brasil, Estados Unidos e Portugal, e ainda da Diamonds World Tour em 2013. "Only Girl (In the World)" recebeu atenção por parte de outros artistas que fizeram a sua própria versão como a cantora Katy Perry, que a incluiu na lista da sua turné California Dreams Tour.