Mia Sara memulakan kerjaya sebagai pelakon kanak-kanak dalam filem Buli (2004) arahan bapanya, sebagai anak kecil. Pada tahun 2009, Mia melakonkan watak Miasara kecil dalam filem Papadom juga arahan bapanya. Sejak itu, beliau banyak diberikan peranan kecil dalam filem-filem arahan Afdlin termasuk Misteri Jalan Lama (2011), Pontianak vs Orang Minyak (2012) dan Papadom 2 (2013); sebaik menginjak usia remaja. Beliau juga menumpukan perhatian terhadap projek teater di sekolah.

Pada tahun 2019, Mia melakonkan watak sebagai Tammy dalam filem seram komedi bebas, Space Ninjas. Beliau membuat penampilan muzik video pertamanya menerusi muzik video lagu "Caramel Cream" nyanyian kumpulan Midnight Fusic.

Mia mula mencuri perhatian menerusi watak Alissa Rose D'Cruz lakonannya dalam siri Disney Channel Asia Wizards of Warna Walk (2019), adaptasi Malaysia dari siri Wizards of Waverly Place. Beliau kemudian membuat penampilan TV Singapura pertamanya menerusi episod rintisan siri TV Mediacorp, Raksasa (2020).

Mia bakal menjayakan peranan pembantu dalam filem drama komedi muzikal Baik Punya Ah Long, bersama Zizan Razak, Johan Raja Lawak, dan Liyana Jasmay. Beliau juga bakal menjayakan peranan utama dalam filem terbitan Kuman Pictures, Ceroboh.[3]