1997-2006: BörjanRedigera
Christensen inledde sin professionella karriär med en biroll i komedifilmen Leave It to Beaver och ett gästspel i dramaserien Nothing Sacred, som båda släpptes/utsändes 1997. Hon fortsatte att gästspela i många andra tv-serier i slutet av 1990-talet, bland annat Frasier, The Practice, 3rd Rock from the Sun och Touched by an Angel. Hon medverkade även i Disney Channel originalfilmen Can of Worms 1999. Även 1999 spelade hon huvudrollen som Abigail Winthrop i den kortlivade CBS-sitcomen Thanks. Samma år medverkade hon i Michael Jacksons musikvideo till hans låt ”Childhood” tillsammans med skådespelerskan Jena Malone.
För sin roll som kokainanvändaren Caroline Wakefield i Steven Soderberghs kriminaldramafilm Traffic (2000) fick hon utmärkelser för Breakthrough Female Performance vid MTV Movie Awards, Standout Performance – Female vid Young Hollywood Awards och Outstanding Performance by a Cast in a Motion Picture vid Screen Actors Guild Awards. Under 2000 gästspelade Christensen också i enstaka avsnitt av Time of Your Life, Movie Stars, FreakyLinks och The Pretender. År 2001 hade hon en återkommande roll i sitcom-serien The Geena Davis Show. Hon medverkade också i ett avsnitt av Fox sitcom That ’70s Show, där hon återförenades med sin Traffic-medspelare Topher Grace. Hon utsågs till en av People’s ”Breakthrough Stars of 2001”. Året därpå medverkade Christensen i tre långfilmer: tonårsthrillern Swimfan, kriminaldramat Home Room och komedin The Banger Sisters.
År 2003 medverkade Christensen i MTV:s tv-filmatisering av Wuthering Heights, baserad på Emily Brontës roman med samma namn. Hon spelade också in flera låtar till filmens soundtrack. År 2004 medverkade hon i tonårsrånfilmen The Perfect Score och skräckfilmen Riding the Bullet. År 2005 spelade Christensen in en version av ”Let’s Fall in Love” tillsammans med John Stevens för hans debutalbum Red. Under 2005 medverkade Christensen också i filmerna The Upside of Anger som Andy Wolfmeyer, med Kevin Costner och Joan Allen, The Sisters som Irene Prior, med Maria Bello och Elizabeth Banks, och Flightplan som Fiona, med Jodie Foster i huvudrollerna. Året därpå spelade hon huvudrollen i serien Six Degrees, som hade premiär i ABC:s höstprogram den 21 september 2006. Låga tittarsiffror ledde till att serien ställdes in efter en säsong, vilket innebar att fem avsnitt inte spelades.
2007-2015: Redigera
År 2007 medverkade hon i komedidramafilmen Gardener of Eden och i den oberoende kriminalkomedin How to Rob a Bank. Under 2008 och 2009 gästspelade hon som specialagent i Law & Order: Special Victims Unit, en collegestudent med dissociativ identitetsstörning i Lie to Me och ett offer för våld i hemmet i Mercy. Christensen gjorde en cameo i den Joaquin Phoenix-regisserade musikvideon ”Tired of Being Sorry” för Balthazar Gettys band Ringside. År 2009 ingick hon i rollistan i filmatiseringen av Veronika Decides to Die och spelade huvudrollen i det romantiska dramat Mercy tillsammans med James Caan och Dylan McDermott. År 2010 spelade Christensen tillsammans med Jesse Metcalfe i skräck-thrillerfilmen The Tortured.
Christensen var en ordinarie skådespelare i NBC:s dramatiska tv-serie Parenthood, som debuterade den 2 mars 2010 och avslutades den 29 januari 2015. Hon spelade rollen som Julia Braverman-Graham, den yngsta dottern i familjen Braverman. Hon vann 2014 Gracie Award för enastående kvinnlig skådespelare i en biroll i en dramaserie för sin insats i serien. År 2013 medverkade hon i musikalfilmen How Sweet It Is, regisserad av Brian Herzlinger, och var gästdomare i två avsnitt av matlagningstävlingsserien Knife Fight. Året därpå medverkade hon i kändisspelshowen Hollywood Game Night och ledde rollbesättningen i tv-filmen My Boyfriends’ Dogs på Hallmark Channel, baserad på Dandi Daley Mackalls roman med samma namn.
I februari 2015 medverkade hon i den kortlivade ABC-kriminaldramaserien Wicked City i rollen som Betty Beaumontaine, en ensamstående mamma som blir romantiskt involverad med en seriemördare. Även 2015 samarbetade hon med livsmedelsföretaget Lean Cuisine för att lansera deras varumärkesöversyn. I september 2015 var Christensen en av flera kändisar som medverkade i musikvideon ”Love” för Dash Mihoks band Diz and the Fam.
2016-närvarandeRedigera
Christensen ledde rollbesättningen i TV-filmen Anything for Love på Hallmark Channel tillsammans med Paul Greene. Filmen släpptes den 14 februari 2016. Följande månad medverkade hon i musikvideon ”All Is Forgiven” för Sal Masekelas band Alekesam. Christensen var därefter en del av stjärnbesättningen i HBO:s rättegångsdramafilm Confirmation, regisserad av Rick Famuyiwa och med Kerry Washington, Wendell Pierce och Greg Kinnear i huvudrollerna. Samma år medverkade Christensen i Jon Abrahams regidebutfilm Two for One, som hade världspremiär på Napa Valley Film Festival.
År 2017 medverkade hon tillsammans med Mike Vogel och Robert Forster i Lee Strobel-biografin The Case for Christ, i rollen som Strobels fru Leslie. Samma år började Christensen spela rollen som Ali Petrovich i ABC:s dramaserie Ten Days in the Valley, tillsammans med Kyra Sedgwick. Hon ska spela huvudrollen i Jon Abrahams andra film, den komiska maffiathrillern Clover, tillsammans med Mark Webber, Julia Jones och Ron Perlman.