* Les X-Files (1994-2002) en tant que Det. Dana Scully
* The Lone Gunmen (2001-2002) en tant que Det. Dana Scully
* Millénaire (1996-1999) en tant que Det. Dana Scully
* Fringe (2008-2013) en tant que Det. Olivia Dunham
* Prise (2002) dans le rôle de Kate Ryan
* La pratique (2000-2001) dans le rôle de Kate Ryan
* NYPD Blue (1993-2005) en tant que Det. Jane Timoney
* CSI :Miami (2002-2012) en tant que Det. Calleigh Duquesne
* Sans laisser de trace (2002-2009) en tant que Det. Samantha Spade
* Numb3rs (2005-2010) dans le rôle du Dr Charlie Eppes
* Monk (2002-2009) dans le rôle de Sharona Fleming
* Psych (2006-2014) en tant que Det. Juliette O'Hara
* Avis de brûlure (2007-2013) en tant que Sam Axe
* Effet de levier (2008-2012) dans le rôle de Sophie Devereaux
* Col blanc (2009-2014) dans le rôle de Neal Caffrey
* Affaires secrètes (2010-2014) dans le rôle d'Annie Walker
* Les Américains (2013-2018) dans le rôle d'Elizabeth Jennings
* La liste noire (2013-2019) dans le rôle d'Elizabeth Keen
* The Catch (2016-2017) dans le rôle d'Alice Vaughan
* Quantico (2015-2018) dans le rôle d'Alex Parrish
Cinéma
* The X-Files :Fight the Future (1998) en tant que Det. Dana Scully
* The X-Files : I Want to Believe (2008) en tant que Det. Dana Scully
* Alien :Résurrection (1997) dans le rôle du lieutenant Ellen Ripley
* Jour de l'Indépendance (1996) en tant que capitaine Steven Hiller
* Le Net (1995) dans le rôle d'Angela Bennett
* Il est temps de tuer (1996) dans le rôle d'Ellen Roark
* Le négociateur (1998) dans le rôle de Christy Sabich
* Deep Blue Sea (1999) dans le rôle du Dr Susan McAlester
* Limite verticale (2000) dans le rôle d'Annie Garrett
* Fréquence (2000) en tant que Julia Sullivan
* Le Cadeau (2000) en tant que Katie Holmes
* L'identité Bourne (2002) dans le rôle de Marie Kreutz
* La somme de toutes les peurs (2002) en tant que Dr Catherine Muller
* La suprématie Bourne (2004) dans le rôle de Marie Kreutz
* Le Bourne Ultimatum (2007) dans le rôle de Marie Kreutz
* Evan Tout-Puissant (2007) dans le rôle de Joan Baxter
* L'Invasion (2007) dans le rôle de Carol Bennell
* La vilaine vérité (2009) dans le rôle d'Abby Richter
* L'amour arrive (2009) dans le rôle du Dr Eloise Chance
* Le Conspirateur (2010) dans le rôle de Mary Surratt
* Le Bureau d'ajustement (2011) dans le rôle d'Elise Sellas
* Appel de marge (2011) dans le rôle de Sarah Robertson
* Tower Heist (2011) en tant qu'agent du FBI Claire Denham
* Zero Dark Thirty (2012) dans le rôle de Maya
* Le Cinquième Pouvoir (2013) dans le rôle de Rebecca MacKinnon
* Capitaine Phillips (2013) dans le rôle d'Irene Phillips
* Gros yeux (2014) dans le rôle de Margaret Keane
* Foxcatcher (2014) dans le rôle de Nancy Schultz
*Joie (2015) dans le rôle de Trudy Campanello
* Beauté collatérale (2016) dans le rôle de Claire Wilson
* Figures cachées (2016) dans le rôle de Vivian Mitchell
* La forme de l'eau (2017) en tant que Zelda Fuller
* Lady Bird (2017) dans le rôle de Marion McPherson
* Trois panneaux d'affichage à l'extérieur d'Ebbing, Missouri (2017) dans le rôle de Mildred Hayes
* Un endroit calme (2018) dans le rôle d'Evelyn Abbott
* A Quiet Place Part II (2020) dans le rôle d'Evelyn Abbott
* Ne cherchez pas (2021) en tant que Jane Orlean