Morell begynte å arbeide for CIA i 1980. Han var sjef for CIAs avdeling for Asia, stillehavsområdet og Latin-Amerika før han etterfulgte Stephen Kappes som assisterende direktør i mai 2010. Fra 1. juli 2011 til 6. september 2011 hadde Morell sin første periode som konstituert direktør i CIA, da Leon Panetta ble utnevnt til forsvarsminister. Den 9. november 2012, Morell igjen innsatt som fungerende direktør da David Petraeus gikk av som CIAs direktør etter en utroskapsskandale. John Brennan ble bekreftet av det amerikanske senatet som ny direktør i CIA den 5. mars 2013. Morell kunngjorde sin avgang fra CIA 12. juni 2013.