Přehrát média
Strahovski začala hrát už během školních let, kdy hrála Violu ve školním představení Dvanáctá noc. V Austrálii se objevila ve filmových a televizních rolích, mimo jiné si zahrála v satirickém pořadu Dvojitá pěst a Freyu Lewisovou v australském dramatickém seriálu HeadLand. Objevila se také v seriálu Sea Patrol televize Channel Nine.
Strahovski poslala svou nahrávku z konkurzu do seriálu Chuck, zatímco se ve Spojených státech ucházela o role v jiných seriálech, konkrétně v seriálu Bionic Woman televize NBC z roku 2007. Následující den ji kontaktovali producenti seriálu Chuck, aby se dostavila a prošla si repliky se Zacharym Levim. Producenti jí zavolali zpět o týden později a oznámili jí, že byla obsazena do role Sarah Walkerové. O šest měsíců později se přestěhovala do Spojených států. V této době přijala Strahovski na přání producenta Joshe Schwartze kvůli snazší výslovnosti jako své umělecké jméno fonetičtější přepis Strahovski místo Strzechowski.
Strahovski mluví plynně polsky a použila ji v krátké výměně názorů s kolegou v epizodě Chuck „Chuck versus Wookiee“ a znovu v epizodách „Chuck versus tři slova“ a „Chuck versus líbánky“. Přestože v seriálu ztvárňuje Američanku, v epizodě „Chuck Versus the Ex“ krátce promluvila s „hollywoodským“ australským přízvukem.
Strahovski se objevuje ve hrách Mass Effect Galaxy, Mass Effect 2 a Mass Effect 3 jako hlas Mirandy Lawson. Nechala si naskenovat a naanimovat obličej, aby mohla Lawsonovou ztvárnit v Mass Effectu 2.
Strahovski namluvila Ayu Breu v anglické verzi spinoffu Parasite Eve, The 3rd Birthday, který vyšel v březnu 2011 pro PlayStation Portable. V dubnu 2011 se také objevila ve skeči pro CollegeHumor, který paroduje hudební styly Katy Perry, Ke$hy, Lady Gaga a Justina Biebera.
Strahovski se v roce 2011 objevila ve filmu Elitní zabiják po boku Jasona Stathama, Cliva Owena a Roberta De Nira. V roce 2012 se objevila také v komedii The Guilt Trip po boku Setha Rogena a Barbry Streisand.
V roce 2010 získala Strahovski cenu Teen Choice Award za nejlepší akční televizní herečku za film Chuck a také nominaci na cenu Spike Video Game Awards za nejlepší ženský herecký výkon za film Mass Effect 2. V roce 2011 byla Strahovski opět nominována na Teen Choice Awards za nejlepší akční televizní herečku. V roce 2011 vyhlásil australský časopis Cosmopolitan Strahovski zábavnou neohroženou ženou roku a zároveň oblíbenou televizní herečkou.
V listopadu 2011 byla Strahovski obsazena do hlavní ženské role ve filmu Já, Frankenstein (2014). V březnu 2012 se objevila v nové reklamě SoBe Life. A v květnu 2012 se Strahovski umístila na 35. místě v žebříčku Maxim Hot 100. V červnu 2012 stanice Showtime oznámila, že se Strahovski připojila k obsazení sedmé série seriálu Dexter, v němž hraje roli Hannah McKayové, ženy zapojené do vyšetřování po smrti svého bývalého milence, řádění vraha, kterého doprovázela, když byla teenager. Roli Hannah McKayové si zopakovala i v osmé sérii Dextera.
V prosinci 2012 debutovala na Broadwayi v obnovené inscenaci hry Clifforda Odetse Golden Boy, za kterou získala cenu Theatre World Award. V roce 2012 byla Strahovski spolu s Liamem Hemsworthem oceněna za svou práci v mezinárodních rolích cenou Australanů za průlom ve filmu.
V roce 2014 se Strahovski připojila k obsazení seriálu televize Fox 24: Live Another Day jako Kate Morganová, agentka CIA. Později téhož roku byla obsazena do role Rene Carpenterové v limitovaném seriálu televize ABC Klub manželek astronautů. V roce 2016 si zahrála spolu s Adrienem Brodym roli Caroline Crowleyové ve filmu noir Manhattan Night. V letech 2009-2013 se objevovala v žebříčku Maxim Hot 100.
Od roku 2017 hraje roli Sereny Joy Waterfordové ve známém dramatickém seriálu společnosti Hulu Příběh služebnice. Za svůj výkon si Strahovski v roce 2018 vysloužila nominaci na cenu Primetime Emmy za vynikající herečku ve vedlejší roli v dramatickém seriálu.