2001年公開の『プリティ・プリンセス』で映画デビュー。全米で1億ドルを超えるヒットとなり、ブレイクする。
王女役の役作りのために、スウェーデンのヴィクトリア王女関連の本を読み漁ったという。2002年2月にミュージカル『Carnival!』でブロードウェイデビューを果たす。
2004年には『プリティ・プリンセス』の続編が公開され、9500万ドルのヒットとなる。これにより人気女優となったが、プリンセスのイメージが定着し、理想の役が得られずに低迷する。
2005年公開の『ブロークバック・マウンテン』でアイドル女優的なイメージを払拭。2006年公開の『プラダを着た悪魔』ではメリル・ストリープ扮する鬼編集長のアシスタントを演じ、1億ドルを超えるヒットとなった。2007年公開の『ジェイン・オースティン 秘められた恋』ではイギリスの作家ジェーン・オースティンを演じた。
2009年 アカデミー賞授賞式にて
2008年公開の『レイチェルの結婚』で元薬物中毒者を演じ、放送映画批評家協会賞主演女優賞などを受賞し、アカデミー主演女優賞にノミネートされた。
2010年公開の『ラブ & ドラッグ』でゴールデングローブ賞 主演女優賞（ミュージカル・コメディ部門）にノミネートされた。第83回アカデミー賞の司会をジェームズ・フランコと共に務める。
2012年、『ダークナイト ライジング』にセクシーかつグラマーな女怪盗・セリーナ・カイル役で出演。
ボディラインが一目で分かる体にピッタリ密着した衣装（ボディスーツ）を身にまといながらも華麗にアクションをこなす必要があるため、肉体改造を徹底的に行った。
クリストファー・ノーラン監督から映画『インセプション』でジョゼフ・ゴードン＝レヴィットが2ヵ月間トレーニングを積み、戦いのシーンなどをすべて自分で演じきったエピソードを告げられ、その足で「彼のオフィスを出た後、すぐにジムに向かいました」とコメントしている。
また、2012年12月公開の『レ・ミゼラブル』にてファンティーヌ（英語版）を演じ、吹き替えなしのミュージカルに挑戦し、第85回アカデミー賞助演女優賞にノミネートされた。また、同作にてこれまで2度、ノミネートしていたゴールデングローブ賞助演女優賞を3度目にして受賞した。
