Play media
Strahovski begyndte at spille skuespil i sin skoletid, da hun spillede Viola i skoleproduktionen af Twelfth Night. Hun optrådte i film- og tv-roller i Australien, herunder en rolle i det satiriske show Double the Fist og som Freya Lewis i den australske dramaserie headLand. Hun har også medvirket i Channel Nines Sea Patrol.
Strahovski sendte sit prøvebånd til tv-serien Chuck ind, mens hun var i USA for at aflægge prøve til roller i andre serier, nemlig NBC’s serie Bionic Woman fra 2007. Hun blev kontaktet af producenterne af Chuck den næste dag for at komme ind og køre replikker med Zachary Levi. Producenterne ringede tilbage til hende en uge senere og meddelte hende, at hun var blevet castet som Sarah Walker. Seks måneder senere flyttede hun til USA. Strahovski tog den mere fonetiske stavemåde Strahovski som sit kunstnernavn i stedet for Strzechowski på dette tidspunkt på producent Josh Schwartz’ foranledning for at gøre det nemmere at udtale det.
Strahovski taler flydende polsk og brugte det i en kort udveksling med en kollega i Chuck-afsnittet “Chuck Versus the Wookiee” og igen i afsnittene “Chuck Versus the Three Words” og “Chuck Versus the Honeymooners”. Selvom hun portrætterer en amerikaner i serien, talte hun kortvarigt med en “Hollywood” australsk accent i episoden “Chuck Versus the Ex”.
Strahovski optræder i Mass Effect Galaxy, Mass Effect 2 og Mass Effect 3 som stemmen til Miranda Lawson. Hun fik sit ansigt scannet og animeret, så hun kunne portrættere Lawson i Mass Effect 2.
Strahovski lægger stemme til Aya Brea i den engelske version af Parasite Eve-spinoffet, The 3rd Birthday, som blev udgivet i marts 2011 til PlayStation Portable. Hun optrådte også i en CollegeHumor-sketch i april 2011, hvor hun parodierede musikstilene fra Katy Perry, Ke$ha, Lady Gaga og Justin Bieber.
Strahovski medvirkede i filmen Killer Elite fra 2011, sammen med Jason Statham, Clive Owen og Robert De Niro. Hun medvirkede også i komedien The Guilt Trip fra 2012, over for Seth Rogen og Barbra Streisand.
I 2010 modtog Strahovski Teen Choice Award for Choice Action TV Actress for Chuck, samt en nominering til Spike Video Game Awards for Best Performance by a Human Female for Mass Effect 2. I 2011 blev Strahovski igen nomineret til Teen Choice Awards for Choice Action TV Actress. I 2011 kårede Cosmopolitan Magazine (Australien) Strahovski til Årets sjove frygtløse kvinde sammen med Favorit tv-skuespillerinde.
I november 2011 blev Strahovski castet som den kvindelige hovedrolle i I, Frankenstein (2014). I marts 2012 var hun med i en ny SoBe Life-reklame. Og i maj 2012 blev Strahovski nr. 35 i Maxim Hot 100. I juni 2012 annoncerede Showtime, at Strahovski havde sluttet sig til castet for den syvende sæson af Dexter, hvor hun spiller rollen som Hannah McKay, en kvinde, der er involveret i en efterforskning efter sin tidligere elskers død, en spree killer, som hun ledsagede, da hun var teenager. Hun gentog sin rolle som Hannah McKay i den ottende sæson af Dexter.
I december 2012 fik hun sin Broadway-debut i en genoplivning af Clifford Odets’ Golden Boy, som hun vandt en Theatre World Award for. Strahovski blev sammen med Liam Hemsworth hædret for deres arbejde i internationale roller med Australians in Film Breakthrough Award 2012.
I 2014 sluttede Strahovski sig til Fox’ tv-serie 24: Live Another Day castet som Kate Morgan, CIA-agent. Senere samme år blev hun castet som Rene Carpenter i den begrænsede ABC-serie The Astronaut Wives Club. I 2016 spillede hun, sammen med Adrien Brody, rollen som Caroline Crowley i film noir-filmen Manhattan Night. Hun var med i Maxim Hot 100 fra 2009 til 2013.
Siden 2017 har hun spillet hovedrollen som Serena Joy Waterford i den anmelderroste Hulu-dramaserie The Handmaid’s Tale. For sin præstation blev Strahovski i 2018 nomineret til en Primetime Emmy Award for Outstanding Supporting Actress in a Drama Series.