Jabarkan Karier dari Stana Katic

Katic memerankan Hana Gitelman di Heroes, Collette Stenger di musim kelima 24, dan Jenny dalam film Feast of Love yang juga dibintangi oleh Morgan Freeman. Dia juga berperan sebagai Morgenstern dalam film oleh Frank Miller berjudul The Spirit, Corrine Veneau dalam film James Bond berjudul Quantum of Solace, dan Simone Renoir dalam The Librarian: Curse of the Judas Chalice.

Pada Agustus 2008, ABC mengumumkan serial televisi Castle yang dibintangi Katic sebagai Kate Beckett dan Nathan Fillion sebagai Richard Castle. Pada 2008, Katic mendirikan perusahaan produksinya sendiri yang bernama Sine Timore Productions, yang dalam bahasa Latin berarti "tanpa rasa takut".

Pada 2010, Katic terlibat dalam produksi film berjudul For Lovers Only dan film berjudul The Double dengan Richard Gere. Pada Shorty Awards yang diadakan pada 28 Maret 2011, ia memenangkan kategori aktris terbaik. Pada Mei 2011, ia memenangkan penghargaan sebagai Aktris Paling Glamor untuk Festival Televisi Monte-Carlo.

Dia menjabat sebagai anggota juri di Festival Film Zlin yang berlangsung pada 29 Mei sampai dengan 5 Juni 2011. Filmnya yang berjudul For Lovers Only membuat penampilan perdananya pada saat yang sama. Filmnya yang berjudul Big Sur, ditayangkan perdana di Sundance Film Festival pada 23 Januari 2013. Bersamaan dengan San Diego Comic-Con 2011, Entertainment Weekly mengumumkan secara resmi bahwa ia akan menjadi pengisi suara untuk karakter Talia al Ghul di video game berjudul Batman: Arkham City.

Pada 28 Januari 2012, ia menjadi presenter pada acara tahunan Directors Guild of America Award ke-64. Dia mendapatkan Penghargaan PRISM ke-16 untuk kategori Pertunjukan dalam Episode Drama. Penghargaan tersebut diberikan untuk karyanya dalam menggambarkan karakternya yang menderita gangguan stres pascatrauma di episode berjudul Kill Shot di serial televisi Castle pada musim keempat. Katic dinominasikan untuk People's Choice Awards ke-39 dalam kategori Aktris Drama TV Favorit. Pada  People's Choice Awards ke-40, Katic memenangkan kategori Aktris Drama TV Favorit, sementara pertunjukan itu memenangkan Drama Kejahatan TV Favorit.

Pada 2013, Katic memerankan penyanyi dan produser rock Genya Ravan dalam film CBGB. Pada 18 April 2016, ABC mengumumkan bahwa Katic dijadwalkan keluar dari Castle menjelang musim kesembilan. Castle dibatalkan pada 12 Mei 2016 setelah delapan musim.

Katic memerankan Carolina Baxter dalam film Lifetime Sister Cities yang tayang perdana pada 17 September 2016. Pada 26 September 2016, ia tampil dalam drama panggung berjudul White Rabbit Red Rabbit oleh Nassim Soleimanpour di Westside Theatre, New York. Masih pada tahun yang sama, Katic bermain sebagai Rachel Rozman dalam film berjudul The Rendezvous. Film tersebut disutradarai oleh Amin Matalqa dan dibintangi oleh Raza Jaffrey. Katic juga berperan dalam film horor berjudul Cadaver.

Pada Januari 2017, Katic muncul sebagai Anna dalam film Lost in Florence. Katic berperan sebagai Emily Byrne dalam seri AXN Absentia yang tayng perdana pada 2017.