Mitchell er best kjent for rollen som dr. Juliet Burke i TV-serien . Hun spilte en av hovedrollene i TV-serien , som ble sendt fra 2009 til 2011, og var en nyinnspilling av fra 1983. I slutten av 2014 spilte Mitchell Snødronningen Ingrid i TV-serien . I 2016 fikk hun en rolle i skrekkfilmen The Purge: Election Year.