2001年和比利·康诺利一起出演过影片《TheManWhoSuedGod》，之后Emily又有幸在《NedKelly》中与澳大利亚帅哥希斯·莱杰合作。
2002年布朗宁在自己的演员履历表上写下了浓墨重彩的一笔，美国与澳大利亚合拍的新版本《幽灵船》令她首次受到瞩目，此外还凭借电视影集《Halifaxf.p：PlayingGod》赢得澳大利亚电影协会奖的最佳年轻女演员奖，片中饰演一位杀死自己好友的天才少女，次年她又再一次获得该奖项提名。
2003年布朗宁看了剧本之后先是为影片《雷蒙·斯尼奇的不幸历险》寄去了一盘录像带，之后接到了导演LemonySnicket的电话，通知她前往洛杉矶参加正式试镜，从而得到大姐姐维奥丽特的角色；剧中也再次和比利·康诺利合作。回到墨尔本后不久，布朗宁出演了澳大利亚电影《Stranded》。
2004年，拍摄的《雷蒙尼·斯尼基特的不幸历险》，在片中她扮演了波德莱尔家中三个小鬼淘中最年长的一个十四岁的发明家维奥莱特。在洛杉矶拍摄《雷蒙·斯尼奇的不幸历险》期间刚好年满15岁，这位长相稍显成熟的澳大利亚新星其实也是一位穿着鼻环、脐环的个性少女。
2007年的6月底，艾米莉·布朗宁加入了翻拍自韩国经典恐怖片《蔷花红莲》的好莱坞版本《ATaleofTwoSisters》剧组，她和阿莉尔·凯贝尔分别饰演原版中文根英和林秀晶的角色。
2009年1月30日，与伊丽莎白·班克斯主演的电影《不请自来》在美国上映。
2011年4月15日，与艾比·考尼什、吉娜·马隆、瓦妮莎·哈金斯主演的电影《美少女特工队》在美国上映。6月23日，主演的电影《睡美人》澳大利亚上映，并且在剧中大胆全裸演出，突破从影以来最大尺度。
2013年3月29日，参与拍摄的电影《宿主》在美国上映。6月14日，与多米尼克·库珀、丹·史蒂文斯、哈蒂·莫拉汉主演的电影《二月之夏》在美国上映。9月13日，与凯姆·吉甘戴、沙维尔·塞缪尔、道恩·奥利弗瑞主演的电影《毛绒》在美国上映。同年，主演由塞巴斯蒂安·席尔瓦执导的电影《魔力，魔力》。
2014年1月18日，与奥利·亚历山大主演的电影《上帝帮助女孩》在美国上映，饰演Eve。2月21日，与基特·哈灵顿、基弗·萨瑟兰主演的电影《庞贝末日》在美国上映，饰演Cassia。同年，参与拍摄电影《传奇》。
2016，在电视剧《美国众神》扮演劳拉。
