2007年，海莉·斯坦菲尔德第一次出现在电视上，她在连续剧《Back to You》的一集里获得露脸机会；2009年，她参演了短片电影《她是一只狐狸》   。

2010年，科恩兄弟挑选了几乎没有什么演戏经验的海莉·斯坦菲尔德出演电影《大地惊雷》，在这部电影里她和三位演技派男星马特·达蒙、乔什·布洛林和杰夫·布里吉斯合作，扮演了一个直率、洒脱和坚强的外表下隐藏着一颗天真脆弱的少女玛蒂·罗斯，和一名年长的警官一起追踪杀死她父亲的法外之徒   。海莉·斯坦菲尔德成凭借这部电影她获得奥斯卡金像奖最佳女配角奖提名。

2011年5月中旬，海莉·斯坦菲尔德成为时尚品牌MIU MIU的代言人   。

2013年，海莉·斯坦菲尔德出演了由意大利导演卡罗·卡雷执执导的电影《罗密欧与朱丽叶》扮演朱丽叶，在剧中和由道格拉斯·布斯扮演的罗密欧上演爱情篇章   ，她在这一年还出演了改编自美国科幻巨擘奥森·斯科特·卡德同名长篇小说的科幻大作《安德的游戏》   。

2014年，海莉·斯坦菲尔德出演了由凯文·科斯特纳主演的动作片《三日刺杀》，在片中扮演男主角处于青春叛逆期的女儿   ；她还和凯拉·奈特莉、马克·鲁法洛一起出演了约翰·卡尼执导的电影《歌曲改变人生》   ；这一年她还出演了由汤米·李·琼斯执导并主演的电影《送乡人》，本片改编自格兰登·斯沃特豪斯出版于1988年的同名小说   。

2015年，她和杰西卡·阿尔芭、塞缪尔·杰克逊主演了电影《刺客学妹》，片中饰演16岁的少女刺客   ；同年，还出现在安娜·肯德里克主演的电影《完美音调2》中   。

2017年，主演由塔拉维斯·奈特执导的科幻动作片《大黄蜂》，在片中饰演查莉·沃特森   ，该片于2018年12月21日起全球公映   。

2018年5月，主演由大卫·戈登·格林执导的苹果预定喜剧《狄金森》，在剧中饰演艾米莉·狄金森   ；同年，为美国索尼哥伦比亚影片公司出品的动画大电影《蜘蛛侠：新纪元》中的女蜘蛛侠格温·斯黛西配音   。

2021年11月24日，饰演的迪士尼 的漫威电影宇宙剧集《鹰眼》上线，她在该剧中饰演凯特·毕肖普   。