1992年,在杰瑞米·艾恩斯主演的剧情片《Waterland》中饰演MaggieRuth,这是玛吉·吉伦哈尔第一次出演的电影作品,该片由她的父亲史蒂芬·吉伦哈尔执导。
1993年,在黛布拉·温格和巴巴拉·赫尔希领衔主演的剧情片《一个危险的女人》中饰演Patsy。1996年,在希瑟·拉克里尔主演的惊悚片《ShatteredMind》中饰演ClothesClerk。1998年,在约翰·利特高主演的喜剧片《王牌追杀令》中饰演保姆。
2001年,出演了弟弟杰克·吉伦哈尔主演的科幻悬疑片《死亡幻觉》,在片中饰演东尼的姊姊ElizabethDarko。
2002年,她与詹姆斯·斯派德主演黑色爱情片《风流老板俏秘书》,饰演有着自虐倾向的秘书LeeHolloway,凭借该片提名第60届金球奖最佳音乐及喜剧类电影女主角奖。同年12月,与山姆·洛克威尔、乔治·克鲁尼和朱莉娅·罗伯茨合作出演了爱情片《危险思想的自白》,饰演黛比。
2003年,她在朱莉娅·罗伯茨主演的剧情片《蒙娜丽莎的微笑》中饰演外表性感的女孩莉薇。
2005年,在劳拉·邓恩领衔主演的喜剧剧情片《幸福结局》中饰演歌手Jude。同年9月,在大卫·杜楚尼、朱丽安·摩尔领衔主演的爱情片《相信你的男人》中饰演出版社员工Elaine。
2006年8月,在尼古拉斯·凯奇主演的灾难题材片《世贸中心》中饰演性格坚强的妻子埃里森·吉梅诺。同年11月,在威尔·法瑞尔主演的奇幻爱情片《笔下求生》中饰演热情能干的面包店老板安娜·帕斯卡。同年,与布拉德·威廉姆·亨克联合主演剧情片《雪莉宝贝》,她饰演了因吸毒和女儿疏远的母亲SherrySwanson,凭借该片提名第64届金球奖剧情类电影类最佳女主角奖。
2008年,她在克里斯托弗·诺兰执导的动作片《蝙蝠侠:黑暗骑士》中饰演通情达理的检察官瑞秋。
2009年,她与柯林·法瑞尔、杰夫·布里吉斯联合主演爱情片《疯狂的心》,在片中饰演记者JeanCraddock,她因此提名第82届奥斯卡最佳女配角奖。2010年,与艾玛·汤普森、瑞斯·伊凡斯联合主演奇幻喜剧片《魔法保姆麦克菲2》,饰演忙碌又疲惫的母亲格林。2011年,与休·丹西联合主演喜剧片《歇斯底里》,饰演女权主义斗士CharlotteDalrymple。
2012年,与维奥拉·戴维斯、奥斯卡·伊撒克联合主演剧情片《永不退缩》,在片中饰演了性格软弱的母亲杰米。同年,出演电视电影《矫正》。
2013年,在钱宁·塔图姆和杰米·福克斯领衔主演的动作惊悚片《惊天危机》中饰演美国特勤局探员凯罗尔·芬尼提。
2014年,出演舞台剧《TheRealThing》,饰演Annie。同年5月,她与迈克尔·法斯宾德联合主演剧情片《弗兰克》,饰演特雷门琴手Clara;同年7月,与斯蒂芬·瑞联合主演惊悚剧集《荣耀之女》,在剧中饰演军火女王NessaStein,凭借此片获得第72届金球奖最佳迷你剧/电视电影女主角奖。
2017年1月31日,出任第67届柏林国际电影节评委;同年12月11日,她在詹姆斯·弗兰科领衔主演的剧情类电视剧《堕落街传奇》中饰演聪明又独立的妓女Candy,凭借该剧提名第75届金球奖电视类剧情类最佳女主角奖。
2018年,她与盖尔·加西亚·贝纳尔联合主演剧情片《幼儿园教师》,饰演特立独行的教师LisaSpinelli。
2019年1月,玛吉·吉伦哈尔凭借电视剧《堕落街传奇》提名第24届评论家选择奖电视类最佳剧情类剧集女主角奖。