科洛·格蕾斯·莫瑞兹2003年,参演个人首部电视剧《法外情真第三季》。2005年,参演个人首部电影《旁观者的心》;同年,在家庭电影《家庭计划》中饰演卡蕾尔;随后,与瑞恩·雷诺兹,梅利莎·乔治联合出演惊悚恐怖电影《鬼哭神嚎》中,她凭借该片入围青年艺人大奖故事片最佳十岁下年轻女演员奖。2006年,与马丁·劳伦斯,尼娅·朗等联合出演动作喜剧电影《绝地奶霸2》,她凭借该片入围青年艺人大奖故事片最佳十岁下女演员奖。2007年,参与动画片《小熊维尼与跳跳虎》的配音,她凭借该片入围青年艺人大奖最佳年轻女演员旁白角色奖;同年,由其出演的电视剧《黑金诱惑第一季》首播,她凭借该剧入围青年艺人大奖连续剧最佳循环年轻女演员奖。2008年,为动画电影《闪电狗》中的童年时代的Penny献声;同年,与杰西卡·阿尔芭合作出演恐怖电影《异度见鬼》,该片翻拍自港版恐怖片《见鬼》;9月,参与配音的动画电影《小熊维尼与跳跳虎百亩森林惊魂记》上映,她凭借该片入围青年艺人大奖最佳年轻女演员旁白角色奖。2009年,与约瑟夫·高登-莱维特,佐伊·丹斯切尔联合出演爱情喜剧电影《和莎莫的500天》,她在片中饰演可爱且早熟的瑞秋,凭借该片入围青年艺人大奖故事片最佳年轻女配角奖。2010年3月,与扎克瑞·戈登合作主演的喜剧电影《小屁孩日记》上映;4月,与亚伦·泰勒-约翰逊,尼古拉斯·凯奇联袂主演的动作喜剧电影《海扁王》上映,她在片中饰演从小就经受了父亲变态训练的超杀女,凭借该片入围美国青少年选择奖突破性女演员奖,获得第20届MTV电影奖最具突破演员奖;10月,与柯蒂·斯密特-麦菲共同主演的美国版《生人勿近》上映,她在片中饰演美丽而神秘的可人艾比,凭借该片入围凤凰城影评人协会奖最佳年轻女性角色奖,获得美国影评人选择奖最佳年轻演员奖,尖叫奖最佳恐怖女演员奖。2011年10月,与萨姆·沃辛顿,杰弗里·迪恩·摩根联合主演的惊悚犯罪电影《德州杀场》上映,她在片中饰演布莱恩的忘年交的安妮;11月,与阿沙·巴特菲尔德等共同主演的奇幻冒险电影《雨果》上映,她在片中饰演乔治的养女伊莎贝拉伊莎贝尔,凭借该片入围土星奖最佳年轻演员奖,凤凰城影评人协会奖最佳年轻女性角色奖,获得青年艺人大奖故事片最佳年轻女主角奖。2012年,与布蕾克·莱弗利,埃迪·雷德梅尼联袂主演剧情电影《乡下人》;同年,与约翰尼·德普,伊娃·格林等联合出演奇幻喜剧电影《黑暗阴影》,她在片中饰演看起来很普通,但外表常常会骗人的卡罗琳·斯托达德,凭借该片入围土星奖最佳年轻女演员奖。科洛·格蕾斯·莫瑞兹2013年,与艾玛·斯通等出演喜剧电影《电影43》;同年,由其主演的电影《海扁王2》上映,她凭借该片获得第22届MTV电影奖最佳暑期青少年动作明星奖;10月,与朱丽安·摩尔合作主演的恐怖电影《魔女嘉莉》上映,她在片中饰演一个看起来稍显土气又不太入流的女孩,却拥有意念移动物体超能力的嘉莉·怀特,凭借该片获得土星奖最佳年轻演员奖。2014年5月,与朱丽叶·比诺什,克里斯汀·斯图尔特联合主演的剧情电影《锡尔斯玛利亚》上映,她在片中饰演当红影星,问题少女乔安·艾利斯;8月,与杰米·布莱克利,米瑞·伊诺丝联袂主演的爱情电影《如果我留下》上映,她在片中饰演喜欢拉大提琴的古典音乐天才少女米娅;9月,与丹泽尔·华盛顿合作主演的动作犯罪电影《伸冤人》上映,她在片中饰演被俄国黑帮控制的年轻妓女泰利;12月,科洛·格蕾斯·莫瑞兹获得百大最美面孔女星榜单第二名。2015年1月,科洛·格蕾斯·莫瑞兹获得第41届人民选择奖最受欢迎剧情片女演员奖;4月,与查理兹·塞隆合作主演的惊悚电影《暗黑之地》上映,在片中饰演本的怀孕的女朋友黛安卓拉;同年,与阿沙·巴特菲尔德,安德丽亚·瑞斯波罗格联合主演剧情电影《白色马戏团》。2016年1月,与尼克·罗宾森共同主演的动作冒险电影《第五波》上映,她在片中饰演过着平静生活的普通高中女生凯西;同年,与塞斯·罗根,扎克·埃夫隆等联合出演的喜剧电影《邻居大战2:姐妹会崛起》在北美上映,她在片中饰演“疯女孩”谢尔比,凭借该片获得美国青少年选择奖最佳喜剧片女演员奖;9月,与托马斯·曼,理查德·阿米蒂奇联袂主演的传记电影《脑火》上映。2017年,与安塞尔·埃尔格特,凯瑟琳·基纳合作主演根据山姆·穆森的同名小说改编的犯罪悬疑电影《十一月的罪行》;同年,与萝丝·拜恩合作出演喜剧电影《我爱你,老爸》。2018年1月22日,与萨莎·莱恩合作出演的剧情电影《卡梅伦的错误教育》在圣丹斯电影节上映;9月6日,与伊莎贝尔·于佩尔,麦卡·梦露合作出演的悬疑电影《遗孀秘闻》在多伦多国际电影节上映,她在片中饰演甜美可人,天真年轻的女大学生弗朗西丝·麦卡伦;9月1日,与达科塔·约翰逊合作出演的恐怖电影《阴风阵阵》在威尼斯国际电影节上映,她在片中饰演对舞蹈学校一直怀疑的美国舞者帕特丽夏。2019年10月11日,由其配音的动画电影《亚当斯一家》上映,她为片中的人物星期三配音。2020年9月12日,由罗丝安妮·梁执导的电影《云中阴影》上映,科洛·格蕾斯·莫瑞兹在剧中饰演MaudeGarrett。2021年3月5日,主演真人版电影《猫和老鼠》,在片中饰演“卡雅”。2021年11月,科幻惊悚片《母亲,机器人》发布海报,主演科洛·莫瑞兹表情惊恐出现在海报中央,影片将于12月17日上线。2022年9月,出演电视剧《外围》。2023年6月30日,参与配音的动画电影《怪物少女妮莫娜》在美国线上播出。
在电影《和莎莫的500天》,《小屁孩日记》中,科洛·格蕾斯·莫瑞兹以老成淡定超过大人的形象为人熟知;而在电影《海扁王》中,“甜蜜可爱又致命”的出色表演,酷萝莉的形象深入人心。她如超杀女这个角色一般拥有强大的爆发力,在戏谑和娱乐人生的背后坚守着心中本真的一处。在某时尚杂志封面写真中,科洛·格蕾斯·莫瑞兹没有浓妆上阵,而是半素颜,大秀纯天然的美丽,令人怦然心动。在美国《Nylon》杂志5月刊的封面写真中,她身穿颇具复古风情的豹纹条纹装,戴着造型别致的圆墨镜,华美又彪悍。在L'Officiel杂志法国版四月刊封面写真中,她看上去瘦了一些,显得挺匀称,略带复古的风格之下,展现俏皮,成熟,性感等多变形象。