凯特·玛拉在早期参与舞台剧的演出，1999年主演《疑云密怖》后才逐渐打开知名度。2005年，她参与李安执导的《断背山》 ，扮演了希斯莱杰19岁的女儿，实际上对方只比她大4岁。2006年，她主演了《狙击生死线》 ，2007年，她主演了《横穿西伯利亚 》 。2011年，她出演《纽约客的故事》。2012年2月26日，凯特·玛拉亮相第84届奥斯卡金像奖红毯 。 2013年，凯特·玛拉出演了科幻电影《超验骇客》 和网络原创剧集《纸牌屋》 。同年7月18日，凯特·玛拉与亚伦·保尔共同宣读了第65届美国艾美奖提名名单 。2014年2月，20世纪福斯重启《神奇四侠》，凯特·玛拉扮演“隐形女”，影片于2015年6月19日上映 。2015年凯特·玛拉参演雷德利·斯科特执导科幻电影《火星救援》，饰演计算机专员Beth Johanssen。 2016年，主演卢克-斯科特执导的科幻恐怖片《摩根》