1997-2006: BegyndelserRediger
Christensen begyndte sin professionelle karriere med en birolle i komedien Leave It to Beaver og en gæsteoptræden i en episode i dramaserien Nothing Sacred, som begge blev udgivet/udsendt i 1997. Hun fortsatte med at gæste medvirke i adskillige andre tv-serier i slutningen af 1990’erne, herunder Frasier, The Practice, 3rd Rock from the Sun og Touched by an Angel. Hun medvirkede også i Disney Channel-filmen Can of Worms i 1999. Ligeledes i 1999 spillede hun hovedrollen som Abigail Winthrop i den kortvarige CBS-sitcom Thanks. Samme år medvirkede hun i Michael Jacksons musikvideo til hans sang “Childhood” sammen med skuespillerinden Jena Malone.
For sin præstation som kokainbrugeren Caroline Wakefield i Steven Soderberghs kriminaldramafilm Traffic (2000) modtog hun priserne for Breakthroughhrough Female Performance ved MTV Movie Awards, Standout Performance – Female ved Young Hollywood Awards og Outstanding Performance by a Cast in a Motion Picture ved Screen Actors Guild Awards. I 2000 medvirkede Christensen også som gæstestjerne i enkelte episoder af Time of Your Life, Movie Stars, FreakyLinks og The Pretender. I 2001 havde hun en tilbagevendende rolle i sitcom-serien The Geena Davis Show. Hun medvirkede også i et afsnit af Fox-sitcomen That ’70s Show, hvor hun blev genforenet med sin Traffic-medspiller Topher Grace. Hun blev udnævnt til en af People’s “Breakthrough Stars of 2001”. Året efter medvirkede Christensen i tre spillefilm: teenagethrilleren Swimfan, kriminaldramaet Home Room og komedien The Banger Sisters.
I 2003 medvirkede Christensen i MTV’s tv-filmatisering af Wuthering Heights, baseret på Emily Brontë-romanen af samme navn. Hun indspillede også flere sange til filmens soundtrack. I 2004 spillede hun hovedrollen i teenage-kup-filmen The Perfect Score og gyserfilmen Riding the Bullet. I 2005 indspillede Christensen en version af “Let’s Fall in Love” sammen med John Stevens til hans debutalbum Red. I 2005 medvirkede Christensen også i filmene The Upside of Anger som Andy Wolfmeyer med Kevin Costner og Joan Allen i hovedrollerne, The Sisters som Irene Prior med Maria Bello og Elizabeth Banks og Flightplan som Fiona med Jodie Foster i hovedrollerne. Året efter spillede hun hovedrollen i serien Six Degrees, som havde premiere på ABC’s efterårsprogram den 21. september 2006. Lave seertal forårsagede, at den blev aflyst efter én sæson, og fem afsnit blev ikke sendt.
2007-2015: Rediger
I 2007 medvirkede hun i komedie-dramafilmen Gardener of Eden og den uafhængige kriminalkomedie How to Rob a Bank. I 2008 og 2009 gæsteoptrådte hun som en specialagent i Law & Order: Special Victims Unit, en universitetsstuderende med dissociativ identitetsforstyrrelse i Lie to Me og et offer for vold i hjemmet i Mercy. Christensen lavede en cameo i den Joaquin Phoenix-registrerede musikvideo “Tired of Being Sorry” for Balthazar Getty’s band Ringside. I 2009 var hun en del af castet i filmatiseringen af Veronika Decides to Die og medvirkede i det romantiske drama Mercy sammen med James Caan og Dylan McDermott. I 2010 spillede Christensen sammen med Jesse Metcalfe i horror-thrillerfilmen The Tortured.
Christensen var fast medvirkende i NBC’s dramatiske tv-serie Parenthood, som havde premiere den 2. marts 2010 og sluttede den 29. januar 2015. Hun portrætterede rollen som Julia Braverman-Graham, den yngste datter af Braverman-familien. Hun vandt i 2014 Gracie Award for Outstanding Female Actor in a Supporting Role in a Drama Series for sin præstation i serien. I 2013 medvirkede hun i musicalfilmen How Sweet It Is, instrueret af Brian Herzlinger, og hun var gæstedommer i 2 afsnit af madkonkurrenceserien Knife Fight. Året efter medvirkede hun i kendis-spilprogrammet Hollywood Game Night og var med i hovedrollen i tv-filmen My Boyfriends’ Dogs på Hallmark Channel, der er baseret på Dandi Daley Mackall-romanen af samme navn.
I februar 2015 var hun med i den kortvarige ABC-krimi-dramaserie Wicked City som Betty Beaumontaine, en enlig mor, der bliver romantisk involveret med en seriemorder. Også i 2015 indgik hun et samarbejde med fødevarevirksomheden Lean Cuisine for at lancere deres brand overhaul. I september 2015 var Christensen blandt flere berømtheder, der medvirkede i musikvideoen “Love” for Dash Mihoks band Diz and the Fam.
2016-nuværendeRediger
Christensen var med i rollelisten i tv-filmen Anything for Love på Hallmark Channel sammen med Paul Greene. Filmen blev udgivet den 14. februar 2016. Den følgende måned medvirkede hun i musikvideoen “All Is Forgiven” for Sal Masekela’s band Alekesam. Christensen optrådte dernæst som en del af all-star castet i HBO’s retssalsdramafilm Confirmation, instrueret af Rick Famuyiwa og med Kerry Washington, Wendell Pierce og Greg Kinnear i hovedrollerne. Samme år medvirkede Christensen i Jon Abrahams’ instruktørdebutfilm Two for One, som havde verdenspremiere på Napa Valley Film Festival.
I 2017 medvirkede hun sammen med Mike Vogel og Robert Forster i Lee Strobel-biografien The Case for Christ i rollen som Strobels kone Leslie. Samme år begyndte Christensen at spille hovedrollen som Ali Petrovich i ABC-dramaserien Ten Days in the Valley, sammen med Kyra Sedgwick. Hun skal spille med i Jon Abrahams’ anden film, den komiske mafia-thriller Clover, sammen med Mark Webber, Julia Jones og Ron Perlman.