Hun hadde flere småroller på film og fjernsyn i 1970- og 1980-årene, men fikk gjennombruddet sitt med rollen som Annie Wilkes i skrekkfilmen (1990), basert på boken til Stephen King. Bates vant en Golden Globe og Oscar for beste kvinnelige hovedrolle for rolletolkningen i filmen. Etterpå spilte hun i filmene (1991), (1991) og (1995). Hun spilte også filantropen Margaret «Molly» Brown i James Camerons katastrofefilm (1997), som ble tidenes mest innbringende film.