1989年，年仅7岁的邓斯特开始进军大银幕，在由伍迪·艾伦执导的爱情喜剧电影《纽约故事》中《俄狄浦斯的烦恼》一段中饰演米亚·法罗的女儿；同年，参与动画电影《魔女宅急便》的英文版配音，该片由宫崎骏执导。
1990年，9岁的邓斯特与汤姆·汉克斯等联合参演喜剧电影《虚荣的篝火》，在片中饰演汤姆·汉克斯的女儿。
1991年，参演喜剧电影《鬼马精灵》。
1994年，11岁的邓斯特从5000多名候选者中脱颖而出得到了一个角色，与汤姆·克鲁斯、布拉德·皮特联袂主演惊悚电影《夜访吸血鬼》，她在片中饰演因瘟疫而失去亲人的小吸血鬼克劳迪娅，凭借该片入围第52届金球奖电影类-最佳女配角奖，获得第4届MTV电影奖最佳突破表演奖；同年，由其参演的剧情电影《小妇人》上映；随后，参演由乔纳森·林恩执导的喜剧电影《贪婪》。
1995年，与罗宾·威廉姆斯合作主演科幻喜剧电影《勇敢者的游戏》，在片中饰演小学女生朱蒂 谢波德；同年，被《人物》杂志评选为“全球50位最美的人”之一。
1998年，与盖比·霍夫曼等联合主演喜剧电影《粉骚大联盟》。
1999年，与乔什·哈奈特搭档主演剧情电影《女生向前走》，她凭借该片入围第2届青少年选择奖最佳电影女演员奖；同年，入围第1届青少年选择奖最佳电影女演员奖。
2000年，与艾丽莎·杜什库、杰西·布拉德福联合主演爱情喜剧电影《魅力四射》，在片中饰演满腹雄心壮志的啦啦队长多伦斯，她凭借该片入围第3届青少年选择奖最佳电影女演员奖；同年，与威廉·阿瑟顿合作主演恐怖电影《鸦魔战士》；随后，与朱丽·沃特斯、詹姆斯·福克斯联袂主演爱情战争电影《恶意的诱惑》，该片改编自屠格涅夫的小说《初恋》。
2001年，主演由彼得·博格丹诺维奇执导的剧情电影《哈利斯特游艇谋杀案》；3月，由其出演的爱情喜剧电影《失恋大不同》上映，她凭借该片入围第3届青少年选择奖最佳电影火花奖；6月，与杰伊·埃尔南德斯合作主演的爱情电影《美丽与疯狂》上映。
2002年，与托比·马奎尔搭档主演科幻电影《蜘蛛侠》，在片中饰演蜘蛛侠的暗恋对象，一个温情、柔弱、善良的邻家女孩玛丽·简，她凭借该片入围第29届土星奖最佳女主角奖，获得第12届MTV电影奖最佳女演员奖。
2003年，参与科幻冒险动画电影《盖娜》的配音；4月4日，与比利·鲍伯·松顿共同主演的剧情电影《乞赎的灵魂》上映；12月29日，与朱莉娅·罗伯茨合作主演的剧情电影《蒙娜丽莎的微笑》上映，她在片中饰演意志坚定的女性贝蒂，凭借该片入围第6届青少年选择奖最佳电影混球奖。
2004年，与保罗·贝塔尼共同主演网球题材电影《情定温布尔登》，在片中饰演网球届刚刚崛起的新力量利兹·布莱德芭莉；同年，与金·凯瑞、凯特·温丝莱特联袂出演爱情电影《美丽心灵的永恒阳光》，她在片中饰演敬业、胆子小，经常被同事的玩笑所吓到的玛丽；6月30日，由其主演的电影《蜘蛛侠2》上映。
2005年，与奥兰多·布鲁姆共同主演喜剧电影《伊丽莎白镇》，在片中饰演自信且乐观的空中小姐克莱尔。
2006年，主演由索菲亚·科波拉执导的传记电影《绝代艳后》。
2007年，执导剧情短片《欢迎》；同年，主演电影《蜘蛛侠3》，她凭借该片入围第9届青少年选择奖最佳动作冒险电影女演员奖。
2008年，出演由米歇尔·冈瑞执导的喜剧电影《王牌制片家》；同年，与西蒙·佩吉、梅根·福克斯联合主演的爱情喜剧电影《如何众叛亲离》上映，她在片中饰演纽约《高调》杂志的编辑助理艾莉森·奥尔森。
2010年，与莉莉·拉贝、克里斯汀·韦格联合主演的悬疑惊悚电影《所有美好的东西》上映，她在片中饰演一位出身工人家庭的美丽学生卡蒂；同年，执导短片《讨厌鬼》；随后，主演由卡洛斯·卡隆执导的爱情喜剧短片《再袭面包店》。
2011年，参演犯罪短片《触摸恶魔》；5月，与夏洛特·甘斯布、亚历山大·斯卡斯加德联合主演的惊悚奇幻电影《忧郁症》上映，她凭借该片获得第38届土星奖最佳女主角奖、第64届戛纳国际电影节最佳女演员奖；同年，与杰克·霍夫曼、詹姆斯·德贝罗等共同主演犯罪恐怖电影《马尔科姆》；随后，与克里斯·海姆斯沃斯合作主演喜剧电影《英雄与恶魔》。
2012年，与艾拉·菲舍尔、丽兹·卡潘联袂主演爱情喜剧电影《未婚女子》，在片中饰演身为贝基最好的朋友兼首席伴娘莉根；12月，与加内特·赫德兰等共同出演的剧情电影《在路上》上映。
2013年3月7日，与吉姆·斯特吉斯共同主演的科幻电影《逆世界》上映，她在片中饰演生活在上层的世界伊娃；12月，由其参演的喜剧电影《王牌播音员2：传奇继续》上映。
2014年，与奥斯卡·伊萨克、维果·莫特森联袂主演惊悚电影《亡命地中海》，在片中饰演颇有经典复古味道的科莱特。
2016年，与帕特里克·威尔森合作主演犯罪剧《冰血暴第二季》，在片中饰演一心向往着大城市的生活，内心空虚又迷茫，但是欲望却在急速膨胀的佩吉，她凭借该剧入围第73届金球奖迷你剧及电视电影最佳女主角奖、第68届艾美奖限定剧及电视电影最佳女主角奖，获得第21届评论家选择奖电视电影及迷你剧最佳女主角奖；3月18日，与迈克尔·珊农、乔尔·埃哲顿联合主演的科幻冒险电影《午夜逃亡》上映，她在片中饰演男孩儿埃尔顿的母亲莎拉莎拉；5月，担任第69届戛纳国际电影节的评委；同年，执导个人首部电影《瓶中美人》。
2017年，与皮鲁·埃斯贝克共同主演剧情电影《伍德肖克的偏执》；1月6日，由其出演的剧情电影《隐藏人物》上映，她凭借该片获得第23届美国演员工会奖电影类最佳群戏表演奖；6月30日，与科林·法瑞尔、妮可·基德曼联合主演的爱情惊悚电影《牡丹花下》上映，她在片中饰演女子寄宿学校的教师埃德温娜·达布尼。
2019年8月，与亚历山大·斯卡斯加德合作主演的喜剧《佛州中部上帝养成史》播出。
2021年11月17日，与本尼迪克特·康伯巴奇共同主演的剧情电影《犬之力》在北美上映。
