Cardona memulakan kerjayanya sebagai guru gred empat di Israel Putnam Elementary School di Meriden, Connecticut. Pada 2003, di Hanover Elementary School, beliau dinaikkan pangkat dan menjadi pengetua termuda dalam sejarah negeri itu untuk sepuluh tahun. Dari tahun 2015 hingga 2019, Cardona berkhidmat sebagai Asisten Superintenden untuk Pengajaran dan Pembelajaran di Meriden.[12][13] Cardona juga merupakan profesor adjung dalam Kepimpinan Jabatan Pendidikan Universiti Connecticut.[14] Sepanjang kerjayanya, beliau fokus untuk menutup jurang antara pelajar bahasa Inggeris dan rakan sebaya mereka.[6]

Pada Ogos 2019, Gabenor Ned Lamont melantik Cardona sebagai Pesuruhjaya Pendidikan Connecticut; Cardona ialah orang Latin Amerika pertama dilantik memegang jawatan itu.[10][15]

Pencalonan sebagai Setiausaha Pendidikan

Sehingga Disember 2020, walaupun keputusan akhir belum lagi diputuskan, Cardona disebut-sebut sebagai calon Setiausaha Pendidikan Amerika Syarikat dalam kabinet presiden terpilih Joe Biden.

Biden kemudiannya secara rasmi mencalonkan Cardona sebagai Setiausaha Pendidikan.[16]

Cardona menjadi perhatian Biden melalui Linda Darling-Hammond, pemimpin peralihan kuasa, yang pernah berkhidmat untuk Barack Obama pada tahun 2008. Darling-Hammond dan Cardona telah bekerjasama dalam beberapa projek.[17]