I begynnelsen av karrieren spilte Kate Mara gjesteroller i TV-serier som , , , , , og . I 2005 gjorde hun seg bemerket ved å spille den voksne versjonen av Alma jr., datteren til Ennis Del Mar (spilt av Heath Ledger) i . Året etter hadde hun en fremtredende tilbakevendende rolle i TV-serien , samt biroller i filmene og .