I tillegg til årets låt og årets låtinnspilling for «Bad Guy» vant hun også prisen for beste nykommer og årets album.
Sjekk alle prisvinnerne i faktaboksen nederst i artikkelen
I kampen om årets låt slo Billie Eilish veteraner som Lady Gaga, Taylor Swift og Lana Del Rey, i tillegg til nykommere som Lewis Capaldi og Lizzo.
– Jeg så på dere alle sammen i oppveksten min, sa Eilish i sin takketale til en sal full av andre velkjente artister.
Deler prisen
18-åringen deler prisen med broren Finneas O'Connell, som er hennes samarbeidspartner.
– Vi bare lager musikk sammen på et soverom. Det gjør vi fortsatt. Dette er for alle som lager musikk på soverommet sitt i dag, sa O'Connell.
Billie Eilish var blant dem med flest nominasjoner i år, med seks. Hun er den yngste som er blitt nominert i de fire toppkategoriene noensinne.
Årets låt var hennes andre pris for kvelden. Hun vant også i kategorien beste popalbum, vokal for «When We All Fall Asleep, Where Do We Go?».
Beste musikkvideo til Lil Nas X
Lizzo ledet før utdelingen an i antall nominasjoner med åtte. Hun endte opp med å vinne i tre kategorier.
Hun ble tett fulgt av Billie Eilish og Lil Nas X, som hadde seks hver. De tre var alle nominert for første gang. Lil Nas X vant beste musikkvideo og beste popframføring for gruppe, for «Old Town Road» med Billy Ray Cyrus.
Hedret avdøde Kobe Bryant
Noen få timer før superstjernene inntok Staples Center i Los Angeles, styrtet et helikopter med basketlegenden Kobe Bryant, som tilbrakte hele sin karriere i Los Angeles Lakers. Både Bryant og datteren Gianna omkom.
Vertinne Alicia Keys satte stemningen tidlig:
– Vi føler alle sammen på en utrolig tristhet nå. Tidligere i dag mistet Los Angeles, USA og hele verden en helt. Og vi står her med knust hjerte i huset som Kobe Bryant bokstavelig talt har bygget, sa Keys, med henvisning til at Staples Center er Lakers' hjemmearena. Lil Nas X framførte «Old Town Road» ved siden av en Bryant-trøye.