Banks menukar namanya bagi mengelakkan kekeliruan dengan pelakon Elizabeth Mitchell.[15] Selepas ujibakat di New York, beliau ditawarkan peranan dalam drama lipur lara Santa Barbara. Mengambil peranan yang memerlukan beliau untuk berhenti belajar di Teater Konservatori Amerika, dan Banks akhirnya memutuskan untuk melepaskan tawaran itu kerana telah mengambil pinjaman pelajar untuk menamatkan ijazahnya.[16] Beliau membuat penampilan lakonan pertama dalam filem 1998 Surrender Dorothy sebagai Elizabeth Casey dan muncul dalam pelbagai filem untuk tujuh tahun berikutnya termasuk Swept Away[17] sebelum mula terkenal menerusi filem komedi 2005 The 40-Year-Old Virgin.[18]

Pada Ogos 2005 di Festival Teater Williamstown, Banks membintangi Bus Stop arahan William Inge sebagai Cherie, seorang penyanyi kelab malam seksi, berambut perang, bercita-cita tinggi.[19] Jeffrey Borak menulis bahawa lakonan Banks telah bertindak "dengan ketenangan, kejelasan dan rasa malu untuk kerumitan Cherie. Penampilannya adalah sekeping dan harmoni, gaya, dengan persembahan di sekelilingnya ..."[20] Pada tahun 2005, beliau muncul dalam siri Stella dan pada bulan Mei 2006, beliau mempunyai peranan dalam musim kelima sitkom NBC Scrubs sebagai Dr. Kim Briggs. Watak ini juga muncul dalam musim keenam, ketujuh dan kelapan.[21]

Pada tahun 2006, Banks muncul dalam Invincible yang mana beliau melakonkan peranan sebagai kepentingan cinta Mark Wahlberg. Kemudian, beliau dan pelakon sampingannya Wahlberg dicalonkan untuk anugerah "Best Kiss" di Anugerah MTV Movie.[22] Pada tahun yang sama, beliau membintangi filem komedi seram Slither.[23]

Pada tahun 2007, Banks merupakan pelakon wanita utama dalam filem komedi Meet Bill bersama-sama Aaron Eckhart dan Jessica Alba.[21] Pada tahun yang sama, beliau mempunyai peranan kecil dalam filem komedi Krismas Fred Claus dibintangi Vince Vaughn dan Paul Giamatti sebagai pembantu kecil Santa', Charlyne. Pada tahun 2008, beliau membintangi watak bekas isteri dan ibu kepada anak Ryan Reynolds dalam filem Definitely, Maybe bersama-sama Isla Fisher dan Ryan Reynolds,[24] membintangi bersama Seth Rogen sebagai peneraju wanita eponim di dalam filem arahan Kevin Smith Zack and Miri Make a Porno,[21] dan berlakon sebagai Wanita Pertama Amerika Syarikat Laura Bush dalam W., biopik Oliver Stone mengenai bekas Presiden Amerika Syarikat George W. Bush.[25]

Pada tahun 2009, Banks muncul daam filem seram The Uninvited pembikinan semula daripada filem Korea, A Tale of Two Sisters, filem ini berkisarkan mengenai ibu tiri mengganggu yang membuat kehidupan sengsara untuk anak perempuan remaja suami barunya.[26] Banks memperoleh wataknya, Rachel dalam watak Rebecca De Mornay dalam filem The Hand That Rocks the Cradle.[27] "Ia sangat penting bagi saya bahawa setiap bacaan yang saya berikan boleh ditafsirkan dengan dua cara," kata Banks mengenai peranannya, "Jadi apabila anda kembali melalui filem, anda dapat melihatnya".[27]

Banks kerap membintangi bersama Paul Rudd, kedua-dua mereka muncul dalam lima filem bersama-sama setakat ini (Wet Hot American Summer, The Baxter, The 40-Year-Old Virgin, Role Models dan Our Idiot Brother).[28] Beliau juga kerap membintangi bersama Tobey Maguire dimana kedua-dua mereka muncu dalam lima filem bersama-sama (Spider-Man, Seabiscuit, Spider-Man 2, Spider-Man 3 dan The Details)[29]

Banks diberi peranan sebagai kekasih Jack Donaghy (Alec Baldwin) dalam musim keempat sitkom pemenang Anugerah Emmy 30 Rock.[30] Asalnya untuk muncul dalam empat episod pada tahun 2010, Banks terus menjadi watak berulang dengan 13 penampilan menjelang akhir musim kelima, termasuk perkahwinannya dalam episod Mrs. Donaghy. Persembahannya di musim kelima telah melayakkan beliau menerima pencalonan untuk Anugerah Emmy Primetime untuk Pelakon Tetamu Cemerlang dalam Siri Komedi untuk Anugerah Emmy Primetime ke-63.[31]

Pada 2012 Banks juga berlakon dalam filem What to Expect When You're Expecting bersama Jennifer Lopez,. Banks muncul dalam The Hunger Games melakonkan watak Effie Trinket, seorang wanita dari "The Capitol" yang mengiringi penghormatan Daerah 12 ke Hunger Games. Beliau menyambung wataknya dalam filem 2013 The Hunger Games: Catching Fire dan pada tahun 2014 dalam The Hunger Games: Mockingjay – Part 1.[21] Banks muncul dalam filem 2014 Every Secret Thing, menjayakan peranan Detektif Nancy Porter menyiasat kehilangan seorang anak muda dengan persamaan dengan kes yang telah dilibatkannya sebelumnya.[32]

Pada 2014, Banks telah diiktiraf oleh Majalah Elle semasa Anugerah The Women in Hollywood, memberi penghargaan kepada wanita atas pencapaian luar biasa di dalam filem, melibatkan aspek di dalam industri perfileman termasuk lakonan, pengarahan dan penerbitan.[33]

Banks melakonkan watak Melinda Ledbetter Wilson, isteri Brian Wilson dalam filem biopik 2015 Love and Mercy, yang berdasarkan daripada kehidupan pemuzik legenda dan ahli pengasas kumpulan The Beach Boys, yang dilakonkan oleh John Cusack.[34] Selepas menerbitkan dan muncul sebagai Gail dalam filem Pitch Perfect, Banks mengarahkan sekuel filem itu, Pitch Perfect 2 (2015), menjadikannya sebagai filem sulung arahannya, beliau menerbitkan filem itu dan sekali lagi menjayakan watak Gail.[35] Pada tahun 2015, beliau telah dinobatkan sebagai ahli Juri untuk Pertandingan Utama di Festival Filem Venice 2015. Festival ini dipengerusikan oleh Alfonso Cuarón.[36] Juga pada tahun 2015, Banks menjadi jurucakap Realtor.com dalam siri iklan televisyen mereka.[37] Sehingga pertengahan bulan Februari 2016, Banks menjadi wajah komersial Old Navy.[38] Beliau juga melakonkan watak Rita Repulsa dalam filem 'reboot' Power Rangers.[39]