Miután lediplomázott, kisebb film és sorozatszerepeket kapott. Ezek közé tartozik például a BBC által készített Doctors, valamint a Triassic Attack című fantasy/sci-fi TV film. Feltűnt egy jótékonysági kampány reklámfilmjében is. A jótékonysági kampány célja egy 24 órás érzelmi segítségnyújtás szorongó, kétségbeesett emberek számára. Emilia a szívén viselte ezt a kampányt, ezért is vállalta el, hogy szerepel a Lisa’s Story című reklámfilmjükben.

 

Karrierjében egyértelműen a 2011-es Game of Thrones (Trónok Harca) című sorozat jelentette az áttörést, amelyben Daenerys Targaryen karakterét alakítja. A szerepet eredetileg Tamzin Merchant-nak szánták, de ő az első epizód forgatása során kiszállt, ezért a készítőknek új színésznő után kellett nézniük. Emilia saját bevallása szerint sose gondolta volna, hogy megkapja a szerepet és meg is lepődött, mikor őt választották. A sorozat azóta az HBO egyik legnézettebbje lett, aminek következtében egyre többen figyeltek fel Emilia tehetségére. 2011-ben megemlítették a „UK Stars of Tomorrow” listán, és újabb filmszerepek is érkeztek. 2013-ban Emmy-díjra is jelölték "Legjobb drámai mellékszereplő" kategóriában Daenerys szerepéért.

 

 

2012-ben feltűnt a Shackled című rövidfilmben és a Spike Island című drámában. 2013 márciusában debütált a Breakfast at Tiffany’s című darab a Brodway-n, amely Truman Capote azonos című regényéből készült. Emilia a főhős, Holly Golightly szerepét tudhatta magáénak. Ugyanebben az évben a Futurama című animációs sorozatban kölcsönözte a hangját az egyik karakternek, az epizód augusztus végén került vetítésre. 2013 őszén mutatták be legújabb, Dom Hemingway című filmjét, amelyben Evelyn szerepét alakítja és olyan színészekkel játszik együtt, mint Jude Law és Richard E. Grant. A film egy hírhedt londoni széftörőről, Dom Hemingwayről (Jude Law) szól.

 

Decemberben megkapta Sarah Connor szerepét a legújabb Terminátor filmben, a Terminator: Genisys-ben. Itt Jai Courtney és Arnold Schwarzenegger mellet láthatjuk főszerepben. A film 2015. júniusában került mozivászonra. 2016 júniusában jelenik meg legújabb romantikus produkciója, a Me Before You, amely Jojo Moyes bestseller könyve alapján készül, és amelyet jelenleg is forgat a színésznő. A filmben Sam Claflin oldalán játszik majd főszerepet, Louisa Clark karaterét formálja meg. Hazánkban június 16-án debütál a produkció. Mindemellett tervben van egy másik film is, a Voice From The Stone, amely még idén bemutatásra kerül.

 

2016. áprilisában szerepett kapott egy új vígjáték-filmben, a The Set Up-ban, melyben a Scream Queensből ismert Glen Powell oldalán fog játszani. A produkció előreláthatólag 2017-ben jelenik  meg, ám a forgatások még nem kezdődtek el.