2006年,妮娜·杜波夫出演了CTV偶像剧集《迪格拉斯中学的下一代》第六季至第九季。
2007年,妮娜·杜波夫出演了剧情影片《四处散落的碎片》。以及与乔纳森·斯卡弗共同主演的剧情影片《战地诗篇》。10月7日,她出演的惊悚影片《女儿的秘密》在美国上映。
2008年,在瑞尔森大学主修社会学的妮娜·杜波夫决定辍学,全身心的追求演艺事业。之后,她主演了科幻影片《永不哭泣的狼人》。
2009年,妮娜·杜波夫加入了CW电视台,并与保罗·韦斯利、伊恩·萨默海尔德共同主演了改编自女作家L.J.史密斯同名小说的魔幻剧集《吸血鬼日记》,剧中饰演被一对吸血鬼兄弟爱慕的女孩埃琳娜,同时饰演剧中的另一位吸血鬼角色凯瑟琳。此外,她还为电影《马达加斯加》中的Cupid配音。
2010年,妮娜·杜波夫参演惊悚影片《电玩竞技场》。妮娜·杜波夫继续主演《吸血鬼日记第二季》,朱莉·普莱柯公开宣布妮娜·杜波夫在该季饰演一个邪恶无比,一个善良无比性格完全迥异的两人,该季凯瑟琳和埃琳娜有面对面时刻。凭借该剧中的表演获得了第12届美国青少年选择奖-最佳突破TV女星以及最佳奇幻/科幻TV女演员奖。
2011年,妮娜·杜波夫与卡特琳娜·格兰厄姆共同出演了惊悚影片《室友》。之后,她主演了动作影片《美利坚帝国》。9月15日,她主演的魔幻剧集《吸血鬼日记第三季》在CW电视台首播,妮娜继续饰演女主角埃琳娜,她在拍摄中还意外受伤,头部被击中造成脑震荡;并凭借该剧她获得了第13届美国青少年选择奖-最佳奇幻/科幻TV女演员奖。同年,妮娜·杜波夫在《吸血鬼日记》中饰演的凯瑟琳被中国媒体时光网评为“十大美女吸血鬼”。此外,她还客串了动画喜剧集《恶搞之家》配音。
2012年,妮娜·杜波夫与艾玛·沃特森共同出演了顶峰娱乐制作的青春偶像类爱情影片《壁花少年》,片中饰演查理的姐姐坎黛西。同年,继续出演魔幻剧集《吸血鬼日记第四季》,凭借剧中扔饰演埃琳娜与凯瑟琳两角获得第14届美国青少年选择奖-最佳奇幻/科幻TV女演员,以及美国人民选择奖-最受欢迎剧情类TV女演员。11月20日,妮娜加入腾讯微博,并发视频向中国粉丝问好。12月28日晚,妮娜·杜波夫现身中国上海,出席“粉丝堂”主办的派对并接受新浪娱乐的独家专访。
2013年,妮娜·杜波夫继续主演魔幻剧集《吸血鬼日记第五季》10月3日在CW电视台首播,该季中妮娜饰演了三位吸血鬼角色,分别为埃琳娜、凯瑟琳、阿玛拉。同年凭借《吸血鬼日记》中饰演的两名角色获得美国青少年选择奖-最佳奇幻/科幻TV女演员。此外,她被美国《MAXIM》男性杂志评选为“百大最性感美女”。
2014年,妮娜·杜波夫与伊恩·萨默海尔德获得了第40届美国人民选择奖-最受欢迎荧屏情侣奖。7月6日,妮娜再次来到中国,在北京录制了腾讯视频的《大牌驾到》。8月12日,她再次获得美国青少年选择奖-奇幻类电视剧最佳女主角。8月13日,妮娜出演的喜剧影片《警察游戏》在美国上映。10月继续在魔幻剧集《吸血鬼日记第六季》中担任女主角,并与约瑟夫·摩根、丹尼尔·吉里斯共同出演了《吸血鬼日记》的衍生剧《初代吸血鬼第二季》,剧中客串饰演主角克劳斯和以利亚同时爱上的“二重身”塔蒂娅。
2015年,妮娜·杜波夫凭借出演埃琳娜一角,与伊恩·萨默海尔德共同获得了第41届美国人民选择奖-最受欢迎荧幕搭档。1月28日,美国媒体评选出“15名世界最美女性”,妮娜·杜波夫当选首位。4月7日,妮娜在出演完《吸血鬼日记第六季》之后以公开信的方式宣布了离开该剧集的决定,并辞演《吸血鬼日记第七季》。8月17日,她再次获得美国青少年选择奖-最佳奇幻/科幻TV女演员奖和最佳接吻场景奖。同年,她出演了托德·施特劳斯-斯古尔森执导的恐怖喜剧《最后的女孩》。
2016年,妮娜·杜波夫与范·迪塞尔、吴亦凡、甄子丹、托尼·贾、露比·罗丝、迪皮卡·帕度柯妮等演员一起共同拍摄了D·J·卡卢索执导的动作影片《极限特工3:终极回归》,片中饰演给特工没提供新奇装备的技术专家贝基,由于妮娜希望尝试动作戏,因此导演专门为该角色添加了一场枪战的动作戏。在拍摄中妮娜与周玲安成为好友,并接受了她的独家专访。4月20日,妮娜·杜波夫与艾伦·佩姬、迭戈·鲁纳加盟了索尼电影娱乐公司改版的影片《别闯阴阳界》,片中饰演了一位医学院的高材生马洛。8月12日,妮娜·杜波夫与CW电视台制作方商谈重返《吸血鬼日记》剧终季的事宜,之后妮娜同意客串出演《吸血鬼日记第八季》拍摄大结局,片方称第八季会是最精彩的一季。
2017年1月27日,妮娜·杜波夫在Instagram上发出了《吸血鬼日记第八季》第16集的剧本并宣布回归拍摄大结局,剧中饰演埃琳娜·吉尔伯特与凯瑟琳·皮尔斯一正一反两个角色,剧终集3月10日晚在美国CW电视台播出。2月9日,妮娜·杜波夫赴北京与D·J·卡卢索、范·迪塞尔、甄子丹、吴亦凡共同出席了由美国派拉蒙影业公司出品的动作影片《极限特工:终极回归》的中国首映礼,影片2月10日在中国首映;在中国的宣传活动中,妮娜先后接受了中国媒体网易娱乐以及腾讯娱乐的采访。
2017年,妮娜出演新版《别闯阴阳界》,和艾伦·佩姬同台对戏。该片预计2017年9月29日北美上映。