最初在英国，哈里斯通过出演电视剧《白牙》中一位狂热的“耶和华见证人”母亲的牙买加女儿而被观众熟悉，该剧改编自扎迪·史密斯（Zadie Smith）同名处女作获奖小说，诙谐地展示了生活在现代不列颠这个大熔炉中，来自不同民族和文化背景的三个家族三十年的生活历程，在艺术性和娱乐性上都达到了相当的高度。2002年《白牙》登陆美国美国公共电视台(PBS)的“杰作剧场”举行播放，同年娜奥米·哈里斯出演了丹尼·博伊尔导演的末日惊悚片《惊变28天》，得以向英国之外的观众展示她过人的表演天赋和成熟技巧；为了片中生还者Selena的角色，哈里斯接受了诸如拳击以及如何挥舞弯刀等当面的训练。同时她还在Fritz Baumann的德国故事片《Anansi》里扮演一位加纳移民，之外还回到小银幕在BBC1《Dinotopia》中饰演一位种族激进份子；2004年作品则包括真人剧场版的《雷鸟》（Thunderbirds）以及同科林·费尔斯共同主演的《外伤》。尽管娜奥米·哈里斯的演艺事业一直处在上升期，但2006年才真正是她打开在美国乃至全世界知名度的开始。分别在《日落之后》和《一个荒诞的故事》中担任配角之后，2006年夏天火爆登场的《加勒比海盗2：亡灵宝藏》中，哈里斯饰演的无所不知的女巫角色给观众留下深刻印象，此后2007年《加勒比海盗3：世界的尽头》中她的戏份又再一次被加重。2006年她还在迈克尔·曼改编自80年代经典电视剧的《迈阿密风云》中和杰米·福克斯搭档，出演身怀绝技的迈阿密女刑警。 2012年在第23部007电影《007：大破天幕杀机》中出演邦女郎Eve，是邦德上司秘书，与邦德共同执行任务，与邦德两人有暧昧关系。