2006年，艾莉森·米勒出演了自己的电视处女作《综合医院》，在其中的一集中客串演出 ；这一年，她还在《铁证悬案》和《犯罪现场调查：纽约》等四部连续剧中获得出场机会 。2007年，她出演了自己的电影处女作《致命伤害》，在剧中饰演了一个卖鞋的售货员；同年，还在美国《波士顿法律》客串饰演了Marlena Hoffman 。2009年，艾莉森·米勒在由克里斯托弗·艾根和伊恩·麦柯肖恩主演的NBC连续剧《列王传》中饰演了公主Michelle Benjamin，这也是她第一次在连续剧中获得常驻角色 。她在由全智贤和加藤小雪主演的电影《小夜刀》里饰演了Alice McKee 。此外，她还在扎克·埃夫隆、马修·派瑞和莱斯利·曼恩主演的电影《重返十七岁》中饰演了高中时期的女主角 。2011年，艾莉森·米勒在史蒂文·斯皮尔伯格担任制片的FOX科幻剧《史前新纪元》中饰演泰若星球第五代移民Skye，男主角shannon儿子的好朋友，一个勇敢聪慧的少女 。2012年，在美国NBC电视台播出的美剧《生活向前冲》中饰演了男主角马修·派瑞性格古怪的助理Carrie 。2014年，她和扎克·吉尔福德主演了电影《恶魔预产期》 。