1998年,卡特琳娜·格兰厄姆参与拍摄由华特迪士尼公司出品,南希·迈耶斯执导的美国喜剧影片《天生一对》,片中扮演Jackie一角,这是她第一次登上大荧幕。
2002年,卡特琳娜·格兰厄姆参与演出了美国迪士尼公司制作、HilaryDuff主演的一部以青春期少年生活和学习为主题的电视剧集《新成长的烦恼》,卡特琳娜在剧中扮演团队中的成员;同年,在音乐方面为尚格·云顿主演的动作惊悚影片《生化总动员》写下了同名插曲《Derailed》。
2003年,卡特琳娜·格兰厄姆友情客串了由福克斯广播公司出品,JamieBabbit、JeffreyMelman执导,弗朗基·穆尼兹等主演的长篇电视情景喜剧《马尔柯姆的一家》的拍摄,卡特琳娜在剧中扮演瓦珥一角;同年,她还参与了由杰瑟斯·特瑞维诺执导,詹尼弗·刘易斯主演的美国剧情类电视剧集《妙手良方》在剧中扮演艾希礼·柯林斯。
2004年,卡特琳娜·格兰厄姆出演BillMartin执导,敦尔·劳格主演的美国喜剧类电视剧集《你被禁足了》;并参与拍摄《LikeFamily》和《天国的女儿》两部电视剧集;同年,参与了由美国的CatchProductions、HallwayPictures、BirdandaBearEntertainment等多家公司联合制作发行的喜剧电影《约翰逊一家的幸福之旅》,在剧中饰演Dancer。
2005年,卡特琳娜·格兰厄姆接替了小克里斯蒂娜·米莲为迪斯尼频道的流行系列“电影冲浪”的主持人,这是她在工作中第一个大突破;同年,卡特琳娜在Akon的音乐作品《Lonely》的MV拍摄中饰演女主角。
2006年,卡特琳娜·格兰厄姆参与演出了由IanToynton执导的美国喜剧类电视剧集《橘子郡男孩》,在剧中扮演基姆一角;同年,她还参与了惊悚悬疑类美国电视剧集《犯罪现场调查:拉斯维加斯》的拍摄,在剧中饰演Tisha。
2007年,卡特琳娜·格兰厄姆参与演出了由ZackLively主演的美国偶像类电视喜剧《哈拉联谊会》饰演Dancer;并参与了短剧《HellonEarth》的拍摄,剧中饰演菲莉西亚;同年,卡特琳娜·格兰厄姆参与了黑眼豆豆的世界巡回演出。她的独奏作为特色声被收录在Will.i.Am的《SongsAboutGirls》“IGotItFromMyMama”和史诺普·道格(SnoopDogg)的“TheDonqueSong”中。
2008年,卡特琳娜·格兰厄姆与约翰·拉岑贝格共同主演了阿曼德·马斯楚安尼执导的家庭短片《我们的圣诞节》,片中饰演伯尼。
2009年,卡特琳娜·格兰厄姆客串出演布尔·斯蒂尔斯执导的美国爱情喜剧影片《重返十七岁》,在片中饰演Jamie一角;出演电影《琼斯复仇》,在片中饰Chaka。参加拍摄了美国音乐喜剧剧集《汉娜·蒙塔纳》,在剧中饰演埃里森一角。9月参与拍摄美国CW电视台发行的魔幻类电视剧集《吸血鬼日记》,在剧中饰演主要角色拥有通灵能力的女巫“邦妮·本纳特”,这个角色给观众留下了深刻的印象不仅让她的知名度大增,还为她带来了一纸唱片合约。
2010年,卡特琳娜·格兰厄姆参与拍摄JustinBieber的音乐作品《Somebodytolove》MV;原创歌曲《MyBoyfriendsBack》在“YouTube”上发布,得到了超过100万的评论;7月发行了自己的音乐专辑,专辑的主打歌曲《Sassy》获得广泛好评,他在接受PopWrap的访问时为《吸血鬼日记第二季》进行了宣传。8月参与拍摄美剧《吸血鬼日记第二季》,在剧中饰主角之一女巫“邦妮·本纳特”,并为该电视剧集创作了音乐原声插曲《OnlyHappyWhenItRains》。10月发行了单曲《Sassy》的同名MV,但是网络排名不佳没有上榜,她便继续发行自己的音乐作品、MV和封面海报,最终并获得了JanetJackson和PaulaAbdul的称赞。主演了ChrisStokes执导的动作片《热力四射2》,在片中饰Ingrid一角。
2011年,卡特琳娜·格兰厄姆凭借《吸血鬼日记》中的小巫女邦妮一角被选入“BuddyTV的2010百大性感女星”第83位。2月4日,她与妮娜·杜波夫一起参与拍摄的惊悚影片《室友》在美国上映。6月10日她主演的美国音乐类喜剧影片《甜心辣舞2》在英国上映,片中饰演玛丽亚一角。9月,她继续拍摄魔幻类剧集《吸血鬼日记第三季》,并凭借女巫“邦妮·本纳特”一角又获得了第13届美国青少年选择奖最佳抢戏TV女星。同年,卡特琳娜在音乐方面发布了自己的单曲EP《IWantItAll》,以及同名MV。她还在Nelly的音乐MV《JustaDream》中担任女主角。此外,卡特琳娜还为《Troix》杂志拍摄了高清大图。
2012年3月,卡特琳娜·格兰厄姆发布了原创EP《AgainstTheWall》,和单曲《PutYourGraffitiOnMe》同名MV,发行第一周在官方网站点击量达到700万受到大量好评,并与唱片公司签约。9月参与拍摄CW电视台魔幻类电视剧集《吸血鬼日记第四季》,剧中饰主角之一女巫“邦妮·本纳特”,角色在该季最后一集死亡,引起大量的粉丝关注。10月,这首音乐MV在“YouTube”上的评论已达到480多万,全美音乐排行榜、热舞俱乐部歌曲榜前五;同时发行的还有另外两首单曲《WannaSay》和《DogDayAfternoon》。卡特琳娜参与了美国娱乐电视台的活动,与中国艺人杨幂进行了工作交流。
2013年,卡特琳娜·格兰厄姆在“iTunes”上发布了音乐作品《Power》,为拍摄新歌《Power》的MV,特地性感出镜。7月她与CW电视台《吸血鬼日记》节目组一起参加了“圣迭戈国际动漫展”,7月23日发行了该曲目的同名MV。曲目发布的第一周就被发行区域内的30多个电台播放,在“Billboard.com”也得到大量热评。10月继续参与拍摄了《吸血鬼日记第五季》,凭借邦妮·班纳特一角而被“美国青少年选择奖”提名为最受欢迎女演员。同年11月接受了TVGuide.com的专访,并介绍饰演角色“邦妮·本纳特”在剧中已死亡,所以在第五季中角色的身份从“女巫”变为“幽灵”,最后又变成了通往的“锚”。
2014年,卡特琳娜·格兰厄姆主演了改编自畅销书的美国惊悚电影《危情瘾难耐》,在片中饰演主角Diamond,影片票房表现不俗,在846家影院拿到760万美元。4月22日,她出席了在美国纽约举行的2014《ELLE》杂志年度音乐女性庆典活动。6月,卡特琳娜受邀来到了中国上海,时光网对其进行了专访。7月,出席圣迭戈国际动漫展,为《吸血鬼日记第六季》做宣传,10月,出演CW电视台魔幻类电视剧集《吸血鬼日记第六季》,在剧中饰演恢复了魔法的女巫“邦妮·本纳特”,她创作的音乐单曲也被收录在该剧当中。12月,她以金发造型登上土耳其版《GQ》杂志,破尺度真空出镜秀性感。
2015年,卡特琳娜·格兰厄姆参加了《娱乐周刊》的纪念奖“SAG奖”提名活动。卡特与李美琪、菲比·托金、托瑞·狄维托共同出演了动作剧集《跟踪者》,以及主演了音乐类影片《缪斯女神》。5月28日,格雷厄姆的虎影视制作公司(PantheraPictures)宣布拍摄传记影片《TammiTerrell》,并由她自己担任主演和制片人,也是她的处女作品。7月11日,出席了“圣迭戈国际动漫展”,接受媒体访问和粉丝交流互动为剧集做宣传。8月30日出席了MTV音乐录影带大奖的颁奖礼。同年,发布了自己的首张个人专辑《RoxburyDrive》,该专辑共收录了11首流行音乐曲目并于9月正式发行;还拍摄了该专辑内两首曲目的音乐MV《1991》和《Secrets》;卡特的7首原创单曲被收录在《吸血鬼日记》的背景音乐当中。10月开始出演《吸血鬼日记第七季》,该角色被《好莱坞报道》评选为美剧中十位“女汉子”第二名。另外,她还被Wetn’Wild命名为“全球美容大使”。
2016年1月12日,卡特琳娜·格兰厄姆与达娜·古瑞拉、劳伦·科汉共同加入了TupacShakur的传记影片《AllEyezonMe》的拍摄,片中饰演TupacShakur的好友JadaPinkett-Smith。1月19日她与五位女艺人共同拍摄了《KODE》杂志第十期的封面。其专题内容为《GenerationNoir》,“当今娱乐圈最有才华的年轻黑人女星”。3月她宣布自己的角色会在《吸血鬼日记第八季》中退出。4月11日参加了2016“MTV电影奖”的红地毯颁奖礼。5月21日,卡特以保守路线礼服出席戛纳影展红地毯。5月24日,被提名于美国青少年选择奖-最受欢迎女演员奖。6月15日登上了《人物杂志》趋势列表“StatementSleeves”。6月20日出席了TonyBennett在纽约举办的“TheEntertainmentIconAward”晚宴。7月26日,出席了“圣迭戈国际动漫展”。8月2日,出演《吸血鬼日记第八季》,剧中角色在该季完结。11月20日,卡特出席了美国洛杉矶,2016全美音乐奖。
2017年1月12日,卡特琳娜·格兰厄姆在纽约为新工作室开幕进行了表演。之后继续出演了魔幻剧集《吸血鬼日记》的最后一季,3月10日该剧圆满完结。