2001-2013: lapsinäyttelijä ja läpimurto
Fanning aloitti näyttelemisen ennen kuin täytti kolme vuotta. Hän aloitti näyttelijänuransa näyttelemällä nuorempaa versiota isosiskonsa Dakotan hahmoista minisarjassa Taken ja elokuvassa I Am Sam. Vuonna 2002, iässä neljä, Fanning voitti hänen ensimmäinen rooli riippumaton hänen sisarensa komedia Daddy Day Care. Empiirisiä todisteita hänen kehittyvien taito nähtiin päätös heittää hänen rooli Ruth Oven Lattiaan (2004) vastapäätä Jeff Bridges ja Kim Basinger., Elokuvan tuottajat alun perin palkata identtiset kaksoset intensiivistä ammunta aikataulu, mutta olivat niin vaikuttunut Painoarvon, että ne käyttää vain hänen.
loppuvuodesta 2003 Fanning esiintyi Winn-Dixien takia pienessä roolissa Sweetie Pie Thomasissa. Vuonna 2004 hän teki ääni-työ englanti-puhuttu versio Miyazakin animaatioelokuva Naapurini Totoro, rooli Mei, vastapäätä Dakota, joka ilmaisi Satsuki, vanhempi sisko Elle luonnetta. Myöhemmin samana vuonna hän kuvasi Haluan että Joku Syö Juustoa., Alkuvuodesta 2005 Fanning kuvasi kohtauksia Charlotten verkossa Dakotan näyttelemän saniaisen ”tuleva lapsenlapsi”. Kulisseissa ei kuitenkaan päästy lopulliseen leikkaukseen. Vuoden 2005 puolivälissä hän esitti Debbietä, Richardin ja Susan Jonesin tytärtä (Brad Pittin ja Cate Blanchettin esittämä) elokuvassa Babel. Alkuvuodesta 2006 Fanning kuvasi kohtauksia sekä Ninesissa että déjà vussa. Vuoden 2006 puolivälissä hän kuvasi tieteiskirjallisuuden TV-minisarjan The Lost Room. Myös vuonna 2006 hän esiintyi episodi ”Täytyy Tietää” Talon: MD, pelaa potilaan tytär., Hän esiintyi jaksossa Criminal Minds vuonna 2006, pelaa sivurooli Tracey ”The Mörkö”.
vuoden 2006 loppuun mennessä Fanning alkoi varata päärooleja. Ensimmäinen näistä oli Emma Learner Reservation Roadilla-Gracen ja Ethan Learnerin sureva tytär. Elokuva käsittelee traagisen auto-onnettomuuden jälkimaininkeja, joissa Emman veli menehtyy. Alkuvuodesta 2007 Fanning yhdistyi Babel-vastanäyttelijöidensä Brad Pittin ja Cate Blanchettin kanssa pienessä osassa Benjamin Buttonin Uteliaassa tapauksessa Blanchettin hahmon nuorempana versiona., Vuoden puolivälissä 2007, Fanning kuvattiin nimiroolin Phoebea ja Phoebe in Wonderland, joka myös näytteli Felicity Huffman ja julkaistiin Maaliskuussa 2009. Heinäkuusta lokakuuhun 2007, Fanning esiintyi Pähkinänsärkijä 3D, pelaa Mary. Elokuva kuvattiin Budapestissa, Unkarissa ja se julkaistiin loppuvuodesta 2010. Maaliskuussa 2008, Fanning ja hänen sisarensa Dakota oli tarkoitus tähti Siskoni Keeper, mutta tilaisuus peruuntui, kun Dakota oppinut hän olisi ajella päänsä. Sisaret olivat välittömästi korvattu Abigail Breslin ja Sofia Vassilieva.,
Variety kertoi huhtikuussa 2009, että Fanning olisi pääosassa käsikirjoittaja Sofia Coppolan vuoden 2010 elokuvassa Somewhere. Juoni keskittyy ”pahan pojan” näyttelijän ympärille, joka joutuu arvioimaan elämäänsä uudelleen, kun hänen Fanningin esittämä tyttärensä saapuu yllättäen. Elokuva julkaistiin vuoden 2010 palkintokaudella. Ensimmäisillä elokuvajuhlillaan, Venetsian 67. elokuvajuhlilla, se vei Kultaisen leijonan. Loppuvuodesta 2010, Fanning alkoi työstää Francis Ford Coppolan 2011 elokuva Twixt, Coppola, joka perustuu unelma. Hän näytteli nuorta haamua nimeltä ”V”. Tässä 2011, Fanning näytteli J. J., Abramsin tieteisdraamaelokuva Super 8 Alice Dainardina. Elokuva julkaistiin 10. kesäkuuta 2011, ja keskittyy ryhmä lapsia, jotka joutuvat käsittelemään outoja tapahtumia heidän pikkukaupungissa. The Telegraph-lehti mainitsi Fanningin yhdeksi elokuvan parhaista puolista.
joulukuussa 2011, Fanning ilmestyi Cameron Crowe on Ostimme Eläintarha. Hän esitti eläintarhan ravintolassa työskentelevää 13-vuotiasta Lilyä, joka asuu tontilla ainoan vanhemman hahmonsa Kellyn (Scarlett Johansson) kanssa., Syyskuussa 2012, Fanning näytteli Inkivääri yhdessä Alice Englert, joka pelasi Rosa draama elokuva Inkivääri & Rosa, joka tapahtui vuoden 1962 Lontoossa. Elokuvan on ohjannut Sally Potter ja se julkaistiin 19.lokakuuta 2012. Sen painoarvon on saanut laajaa suosiota hänen suorituskykyä, A. O. Scott New York Times kirjoittaa, että hän ”näyttää lähes Streepian sekoitus ryhti, intensiteetti, ja tekninen tarkkuus. On pelottavaa, kuinka hyvä hän on ja vaikea kuvitella mitään, mitä hän ei voisi tehdä.,”Ty Burr, elokuva-arvostelija Boston Globe, ylisti hänen ”valoisa naturalismi, joka näyttää päinvastainen suorituskykyä” ja tuntui, että ”Fanning helposti vakuuttaa teille, Inkivääri emotionaalinen todellisuus.”
Fanningin vuoden 2014 San Diego Comic-Con
2014–läsnä: Kansainvälistä tunnustusta
Painoarvon näytteli rinnalla Angelina Jolie vuonna 2014 Walt Disney elokuva, Pahatar, jonka on ohjannut Robert Stromberg. Jolie esitti pahantahtoista, kun taas Fanning esitti prinsessa Auroraa, prinsessa ruususta., Samana vuonna hän esiintyi riippumaton tiede-fiction Länsi-Nuoret ja näytteli elämäkerrallinen Alhaalla, elämästä jazz-pianisti Joe Albany, jossa hän roolissa Albany tytär, Amy-Jo, kenen näkökulmasta tarina on kerrottu.
Vuonna 2015, Fanning co-näytteli Jay Roach on Trumbo kuten Dalton Trumbo on (Bryan Cranston) tytär Nikola, ja näytteli 3 Sukupolvea (aiemmin tunnettu nimellä Noin Ray), rinnalla Naomi Watts ja Susan Sarandon, pelaat rooli nuoren transsukupuolinen mies.,
Vuonna 2016, hän ilmestyi kuin Jesse psykologinen trilleri The Neon Demon, ohjannut Nicolas Winding Refn. Elokuva sai maailmanensi-iltansa Cannesin elokuvajuhlilla toukokuussa 2016. Se julkaistiin 24. kesäkuuta 2016 ja menestyi huonosti lippuluukuilla. Samana vuonna hän esiintyi Mike Mills on 20-Luvulla Naiset, päinvastoin Greta Gerwig ja Annette Bening. Elokuva sai maailmanensi-iltansa New Yorkin elokuvajuhlilla 8.lokakuuta 2016, ja se aloitti rajoitetun julkaisun 28. joulukuuta 2016., Tämän jälkeen hän näytteli Ben Affleckin kieltolain ajan draamassa Live by Night, joka julkaistiin 25. joulukuuta 2016.
vuonna 2017 Fanning esiintyi Shawn Christensenin kokoillan draamassa Sidney Hallin katoaminen, joka sai ensi-iltansa 25.tammikuuta Sundancen elokuvajuhlilla., Samana vuonna, Fanning esiintyi myös John Cameron Mitchell on brittiläis-Amerikkalainen scifi-romanttinen komedia elokuva, Miten Puhua Tytöille juhlissa (perustuu novelli by Neil Gaiman), yhdistämistä Sofia Coppola vuonna Petti, Irlannin-Amerikkalainen romanssi elokuva Mary Shelley, ohjannut Haifaa al-Mansour, ja musiikkivideo Grouplove single ”Hyvää Huomenta”.
Vuonna 2018, Fanning näytteli rinnalla Peter Dinklage en Usko, että Olemme Yksin Nyt, ohjannut Reed Kuhta. Se sai maailmanensi-iltansa Sundancen elokuvajuhlilla 21.tammikuuta 2018., Syyskuuta 2018 levymerkillä Momentum Pictures. Hän myös näytteli Galveston vastapäätä Ben Foster, ohjannut Mélanie Laurent, joka oli sen maailman ensi-iltansa South by Southwest 10. Maaliskuuta 2018. Samana vuonna, Fanning näytteli Teini-Henki, ohjannut Max Minghella, joka oli maailman ensi-iltansa Toronton Kansainvälisillä elokuvajuhlilla syyskuussa 2018. Se julkaistiin 5. huhtikuuta 2019.
Toukokuussa 2019, Fanning oli nimitetty tuomariston jäsen kansainvälisen kilpailun vuonna 72. vuosittainen Cannesin elokuvajuhlilla, tulossa nuorin Cannes lautamiehenä historiassa., Samana vuonna Fanning näytteli Woody Allenin a Rainy Day-elokuvassa New Yorkissa. Lokakuussa 2019 Fanning teki uusintaversion Auroran roolista elokuvassa Maleficent: pahan valtiatar.
Vuonna 2020, Fanning näytteli Kaikissa Valoisissa Paikoissa, vastapäätä Justice Smith, ohjannut Brett Haley, joka perustuu romaaniin samannimiseen Jennifer Niven, ja Tiet Ei Oteta, ohjaus Sally Potter, vastapäätä Javier Bardem ja Salma Hayek. Samana vuonna, Fanning näytteli ja executive tuotti historiallisen komediasarja Suuri, pääosassa Catherine Suuri rinnalla Nicholas Hoult., Sarja sai ensi-iltansa Hululla toukokuussa 2020., jota varten hän on kerännyt kriittistä suosiota hänen roolistaan kuin fiktiivinen versio Katariina Suuri
Painoarvon tulee seuraava tähti Nightingale, joka perustuu romaanin sama nimi rinnalla hänen sisarensa Dakota, yhdistämistä häntä Laurentin kanssa. Se on tarkoitus julkaista 22. joulukuuta 2021. Tämän jälkeen hän näyttelee Hulu-minisarjassa nimeltä The Girl from Plainville, joka perustuu Conrad Royn kuolemaan.