Wystąpiła gościnnie w serialach, w tym w jednym z odcinków serialu kryminalnego produkcji CBS Agenci NCIS (2014), serialu komediowym ABC Współczesna rodzina (2015) i serialu medycznym ABC Chirurdzy (2015).
W wieku dwunastu lat zyskała międzynarodową popularność dzięki roli Jane „Jedenastki” Ives w pierwszym sezonie serialu grozy Netfliksa Stranger Things, za którą otrzymała nagrodę Saturna za najlepszy występ młodej aktorki w serialu telewizyjnym i MTV Movie Award jako najlepsza aktorka w serialu. Po raz pierwszy wystąpiła na kinowym ekranie jako Madison Russell w filmie o potworach Godzilla II: Król potworów (Godzilla: King of the Monsters, 2019). Powróciła w tej roli w kolejnej produkcji, Godzilla vs. Kong (2021). W filmie kryminalnym Enola Holmes (2020) zagrała tytułową rolę nastoletniej siostry Sherlocka Holmesa (Henry Cavill), która próbuje iść w jego ślady. Swoją rolę powtórzyła w filmie Enola Holmes 2.