艾玛·汤普森1980年毕业后渐渐进入到电视圈，因演出《艾玛·汤普森特别节目》获得英国影艺学院电视类最佳女主角奖。1989年，她与肯尼思·布拉纳合作了莎士比亚的历史剧《战神亨利五世》。1992年，艾玛以影片《霍华德庄园》进军好莱坞，之后连续获得洛杉矶影评奖、全美影评奖、纽约影评奖、全美评论奖以及金球奖最佳女主角，并在1993年第65届奥斯卡获得最佳女主角奖。1994年，她又以影片《去日留痕》和《因父之名》分别获得了第66届奥斯卡最佳女主角和最佳女配角的提名。1995年她参演了李安的影片《理智与情感》，这是根据英国小说家简·奥斯汀的同名作品改编而成的，而改编者正是艾玛本人，艾玛·汤普森凭借此片获得了当年奥斯卡最佳改编剧本奖。
2003年，她加盟《哈利·波特》，饰演霍格沃茨魔法学校里的一位老师，在《哈利·波特与阿兹卡班的囚徒》、《哈利·波特与凤凰社》和《哈利·波特与死亡圣器（下）》中出演角色。
2005年，主演的电影《魔法保姆麦克菲》上映，46岁的艾玛·汤普森在片中扮演会魔法的家庭女教师，她用魔法管束住了七个调皮的孩子。
2010年8月6日，汤普森留名美国好莱坞星光大道，成为这里的第2416颗明星。
2012年5月25日，参演的电影《黑衣人3》在美国上映，艾玛·汤普森饰演了“O探员”。
2013年，参演的电影《美丽生灵》在美国上映。
2016年，参演的电影《单身日记：好孕来袭》在英国上映。
2017年10月13日，与达斯汀·霍夫曼、亚当·桑德勒合作出演的电影《迈耶罗维茨的故事》在美国影院小范围上映；同年，与菲恩·怀特海德合作主演的电影《儿童法案》在多伦多电影节首映。
2018年，与佛罗伦斯·珀、安东尼·霍普金斯合作出演的电视电影《李尔王》播出。2018年6月，被英国女王授予爵级司令勋章，爵士头衔。
2019年6月14日，与克里斯·海姆斯沃斯合作出演的电影《黑衣人：全球追缉》在美国上映；9月7日，参演的电影《青春期少女的养成方法》在多伦多电影节上映。
2020年，其配音的电影《多力特的奇幻冒险》上映。
2021年，参演的电影《黑白魔女库伊拉》上映。
2022年，参演电视剧《悬崖上的谋杀》。
