2007-2012: Uran alku ja Neighbours
Robbie on näytellyt ammattimaisesti vuodesta 2007 lähtien, jolloin hän näytteli elokuvissa ICU ja Vigilante. Tehtyään koe-esiintymisessään vaikutuksen ohjaajaan suorituksellaan hän voitti pääosan I.C.U.:ssa ilman silloista agenttia. Robbie näytteli myös mainoksissa ja hänellä oli vierailevia rooleja elokuvissa The Elephant Princess Julietina ja City Homicide Caitlin Brentfordina. Robbie alkoi esiintyä Neighbours-sarjassa Donna Freedmanina kesäkuusta 2008 alkaen. Hahmo oli alun perin vain vierasrooli, mutta hänet nostettiin pian vakituiseksi näyttelijäksi. Digital Spy -lehden haastattelussa Robbie kertoi lähteneensä lumilautailulomalle Kanadaan poikaystävänsä kanssa pian koe-esiintymisen jälkeen, mutta joutui palaamaan takaisin jo kahden päivän kuluttua, kun hänelle kerrottiin, että hän oli voittanut roolin.
Alkuvuodesta 2009 Robbie esiintyi erilaisissa Network Tenin mainoskampanjoissa, joissa esiteltiin verkoston suosittujen australialaisten kasvojen kokonaisuus. Heinäkuussa 2009 hän täytti ”Generation Y” -vieraspaikan Network Tenin Talkin’ ’Bout Your Generation -ohjelmassa. Robbiesta tuli myös kadonneiden henkilöiden nuorisolähettiläs osana kansallista nuorisoviikkoa. Samana vuonna Robbie oli ehdolla Australian Logie Awards -kilpailun suosituimmaksi uudeksi naislahjakkuudeksi. Hän oli myös ehdolla Nickelodeon Kids Choice Awards -kilpailun Favorite Hottie -ehdokkaaksi, ja vastassa oli hänen Neighbours-tähtensä Dean Geyer. Syyskuussa 2010 Robbie ilmoitti jättävänsä Neighboursin lähes kolmen vuoden jälkeen jatkaakseen näyttelijänuraa Hollywoodissa. Hänen viimeiset kohtauksensa esitettiin 26. tammikuuta 2011, ja saman vuoden huhtikuussa Robbie oli ehdolla suosituimman näyttelijättären palkinnon saajaksi Logie Awardsissa.
Saavuttuaan Los Angelesiin pilottikautta varten Robbie kävi koe-esiintymässä Charlien enkelit -sarjan uuteen sarjaan. Sony Pictures Televisionin tuottajat kuitenkin suosivat häntä rooliin ABC:n draamasarjassa Pan Am Christina Riccin rinnalla. Robbie sai vastavalmistuneen lentoemännän Laura Cameronin roolin. Pan Am lopetettiin yhden kauden jälkeen laskevien katsojalukujen vuoksi, vaikka se sai kriitikoilta myönteisiä arvioita.
2013-2016: Läpimurto
Robbie liittyi Richard Curtisin romanttisen komedian About Time (2013) näyttelijäkaartiin Domhnall Gleesonin, Rachel McAdamsin ja Bill Nighyn rinnalle. About Time julkaistiin Isossa-Britanniassa 4. syyskuuta 2013 ja Yhdysvalloissa 1. marraskuuta 2013. Elokuva sai myönteisiä arvosteluja ja tuotti 87 miljoonaa Yhdysvaltain dollaria 12 miljoonan dollarin tuotantobudjetilla. Robbien kansainvälinen läpimurto tapahtui, kun hänet valittiin Martin Scorsesen The Wolf of Wall Street -elokuvaan Naomi Belfortin rooliin, joka on Leonardo DiCaprion esittämän päähenkilön Jordan Belfortin vaimo. Myönteisiä arvosteluja saaneesta elokuvasta tuli kaupallinen menestys, ja se tuotti maailmanlaajuisesti 392 miljoonaa dollaria, mikä teki siitä Scorsesen tuottoisimman elokuvan. Elokuva oli sittemmin ehdolla viideksi Oscar-palkinnon saajaksi, muun muassa parhaan elokuvan palkinnon saajaksi. Kriitikot kiittivät Robbien suoritusta erityisesti hänen Brooklynin aksentistaan. Kriitikko Sasha Stone kirjoitti: ”Hän on Scorsesen paras blondi pommirouva-löytö sitten Raging Bullin Cathy Moriartyn. Robbie on hauska, kova ja tappaa jokaisen kohtauksensa.” Hän sai MTV Movie Award -ehdokkuuden parhaasta läpimurtosuorituksesta ja voitti Empire Award -palkinnon parhaasta tulokkaasta. Vuonna 2014 Robbie perusti oman tuotantoyhtiönsä, LuckyChap Entertainmentin.
Vuonna 2015 Robbie näytteli Will Smithin vastapuolella romanttisessa draamakomediassa Focus. Hän näyttelee elokuvassa kokematonta huijaria, joka opettelee Smithin hahmolta käsityötaitoja. Elokuva julkaistiin 27. helmikuuta 2015 ja sai yleisesti ottaen ristiriitaisia arvosteluja. Robbien suoritusta kuitenkin kehuttiin. Peter Travers Rolling Stone -lehdestä kirjoitti: ”Robbie on vau ja vähän enemmänkin. Australialainen näyttelijä, joka sai meidät kiinnittämään huomiota Leonardo DiCaprion vaimona The Wolf of Wall Street -elokuvassa, osoittaa koomista herkkyyttä, jota tukevat kauneus ja teräs. Jopa silloin, kun Focus haparoi, Robbie jakaa voittavan käden.” Focus tuotti maailmanlaajuisesti yli 150 miljoonaa dollaria. Vuonna 2015 Robbie sai ehdokkuuden BAFTA Rising Star Award -palkinnon saajaksi. Niin ikään vuonna 2015 Robbie näytteli Ann Burdenin pääroolia Uudessa-Seelannissa kuvatussa Z for Zachariah -elokuvasovituksessa Chris Pinen ja Chiwetel Ejioforin kanssa. Elokuva sai ensi-iltansa 24. tammikuuta 2015 Sundancen elokuvajuhlilla ja sai teatterilevityksensä 28. elokuuta 2015 saaden positiivisia arvosteluja. Kriitikot ylistivät Robbien suoritusta. Drew McWeeny HitFix-lehdestä totesi: ”Robbien työ tässä vahvistaa hänet yhdeksi parhaista näyttelijöistä ikäluokassaan tänä päivänä.”
Robbie esiintyi Neighboursin 30-vuotisjuhlavuotta juhlistavassa dokumentaarisessa erikoiselokuvassa nimeltä Neighbours 30th: The Stars Reunite, joka esitettiin Australiassa ja Isossa-Britanniassa maaliskuussa 2015. Hän esiintyi myös Suite Française -elokuvassa (2015) Michelle Williamsin, Kristin Scott Thomasin ja Matthias Schoenaertsin rinnalla, joka on sovitus Irène Némirovskyn romaanista. Elokuva sai positiivisia arvosteluja. Robbie teki cameo-esiintymisen Adam McKayn draamakomediassa The Big Short, joka julkaistiin 11. joulukuuta 2015.
Robbie näytteli yhdessä Tina Feyn kanssa elokuvassa Whiskey Tango Foxtrot, joka on elokuvasovitus elokuvasta The Taliban Shuffle. Hän näyttelee Tanya Vanderpoelia, brittiläistä tv-toimittajaa. Elokuvan pääosissa nähdään myös Martin Freeman ja Alfred Molina, ja Paramount Pictures julkaisi sen 4. maaliskuuta 2016. Myöhemmin samana vuonna Robbie näytteli Jane Porteria David Yatesin Tarzanin legenda -elokuvassa Alexander Skarsgårdin, Samuel L. Jacksonin ja Christoph Waltzin vastapuolella. Elokuva julkaistiin 1. heinäkuuta 2016. Robbien kolmas rooli vuonna 2016 oli Harley Quinn Warner Bros:n DC Comicsin superkonnaelokuvassa Suicide Squad osana ensemble-roolia, johon kuuluvat Will Smith, Jared Leto, Viola Davis ja Joel Kinnaman. Pääkuvaukset alkoivat 13. huhtikuuta 2015, ja elokuva julkaistiin 5. elokuuta 2016. Vaikka elokuva sai kaiken kaikkiaan huonon vastaanoton, Robbien suoritusta Quinninä kehuttiin laajalti. Robbie isännöi Saturday Night Liven 42. kauden ensi-iltaa 1. lokakuuta 2016 musiikkivieraana The Weeknd. Hänen oli tarkoitus antaa ääni hahmolle DreamWorks Animationin elokuvassa nimeltä Larrikins, mutta projekti lopulta hylättiin.
2017-nykyinen: Vakiintunut näyttelijä
Vuonna 2017 Robbie näytteli Domhnall Gleesonin rinnalla Goodbye Christopher Robin -elokuvassa kirjailija A. A. Milnen vaimoa Daphne de Sélincourtia. Seuraavaksi hän näytteli amerikkalaista taitoluistelija Tonya Hardingia Craig Gillespien ohjaamassa elokuvassa I, Tonya. Arvostellessaan elokuvaa The Boston Globe -lehdessä Ty Burr kirjoitti: ”Robbie on pidempi ja isompi kuin pieni, hurja Harding, mutta hän ymmärtää urheilijan eteenpäin vievän voiman ja sen vihan, joka näytti ruokkivan dynamiittia, ja kun elämä antaa Tonyalle sitruunoita, Robbie asettaa leukansa paikoilleen ja painaa ne alas.” Hardingin roolistaan Robbie oli ehdolla Golden Globe -palkinnon saajaksi parhaasta naispääosasta elokuvakomediassa tai musikaalissa ja Oscar-palkinnon saajaksi parhaasta naispääosasta. Hän oli ensimmäinen näyttelijä, joka oli ehdolla Oscar-palkinnon saajaksi tosielämän olympiaurheilijan esittämisestä. Samana vuonna Time-lehti nimesi hänet yhdeksi maailman sadasta vaikutusvaltaisimmasta ihmisestä, ja Forbes nosti hänet 30 alle 30 -listalleen.
Vuonna 2018 Robbie ääninäytteli Flopsy Rabbitin hahmoa Beatrix Potterin kirjasarjaa mukailevassa Peter Rabbit -animaatioelokuvassa. Sen jälkeen hän näytteli Vaughn Steinin trillerielokuvassa Terminal Anniea. Sen jälkeen hän teki cameo-esiintymisen Audreyna elokuvassa Slaughterhouse Rulez ja esitti kuningatar Elisabet I:tä elokuvassa Mary Queen of Scots vastapäätä Saoirse Ronania Mary Stuartina. The Atlantic -lehden David Sims piti jälkimmäistä elokuvaa ”mauttomana saippuaoopperana”, mutta kirjoitti, että ”vähäisellä ruutuajallaan hän onnistuu silti välittämään todellisen paheksunnan tunteen Maryn asemasta perinteisempänä kuningattarena”. Hän sai BAFTA- ja Screen Actors Guild Awards -ehdokkuudet parhaasta naissivuosasta.
Robbie aloitti vuoden 2019 tähdittämällä femme fatalea elokuvassa Dreamland (Unelmamaa), joka on 1930-luvun pölykaukaloon sijoittuva aikakausikohtainen rikostrilleri, jonka hän myös tuotti. Seuraavaksi hän suostui näyttelemään näyttelijä Sharon Tatea Quentin Tarantinon komedia-draamassa Once Upon a Time in Hollywood, jonka pääosissa nähdään Leonardo DiCaprio ja Brad Pitt, koska hän halusi työskennellä Tarantinon kanssa. Valmistautuessaan hän luki Taten kanssa naimisissa olleen Roman Polanskin omaelämäkerran Roman by Polanski. The Guardianin Peter Bradshaw totesi, että huolimatta naisroolien vähyydestä elokuvassa ”Robbie antaa sympaattisen kuvan Tatesta”, kun taas The Telegraphin Robbie Collin piti kohtausta, jossa Tate katselee omaa esitystään elokuvateatterissa, elokuvan ”ihastuttavimpana” kohtauksena. Hän toimi myös Hulun komediasarjan Dollface vastaavana tuottajana. Samana vuonna Forbes rankkasi hänet maailman kahdeksanneksi parhaiten palkatuksi näyttelijäksi 23,5 miljoonan Yhdysvaltain dollarin vuosituloillaan, ja The Hollywood Reporter listasi hänet sadan vaikutusvaltaisimman viihdealan ihmisen joukkoon.
Robbie näytteli useisiin Fox Newsin työntekijöihin pohjautuvaa Kayla Pospisilia draamasarjassa Bombshell (2019), jonka keskiössä ovat uutiskanavan eri naishenkilöstön tarinat ja heidän raporttinsa kanavan puheenjohtajan Roger Ailesin tekemästä seksuaalisesta ahdistelusta. Valmisteluissa hän loi väärennetyn Twitter-tilin seuratakseen nuoria konservatiivisia naisia ja katseli videoita Katherine Harrisista, johon hän perusti hahmonsa aksentin. Varietyn Owen Gleiberman otti erityisesti huomioon ”sietämättömän kohtauksen”, jossa Pospisilia ahdistellaan seksuaalisesti, ja kiitti Robbieta siitä, että hän ”antoi meidän tuntea hänen sisällään tapahtuvan painekattilan tuskan”. Vastaavasti The New York Timesin Manohla Dargis totesi, että ”juuri Robbie – paniikissa olevine, tikkaavine silmineen ja jännittyneesti vastustavine, sitten antautuvine ruumiillisine piirteineen – välittää seksuaalisen ahdistelun kauheuden, ruumiiseen ja sieluun tihkuvan alennustilan”. Hän sai kaksi BAFTA-ehdokkuutta esityksistään elokuvissa Once Upon a Time in Hollywood ja Bombshell, ja jälkimmäisestä hän oli ehdolla myös parhaan miessivuosan Oscar-palkinnon, parhaan miessivuosan Golden Globe -palkinnon (Motion Picture) ja Screen Actors Guild -palkinnon (Screen Actors Guild Award) saajaksi, joka myönnettiin naisnäyttelijän erinomaisesta suorituksesta miessivuosassa.
Uuden vuosikymmenen Robie aloitti tuottamalla draamatrillerin Lupaus nuoresta naisesta (2020), jonka on ohjannut Smaragdfennell ja jonka pääroolissa on Carey Mulligan. Esitettyään Warner Bros:lle vuonna 2015 idean Harley Quinn -elokuvasta, jossa Birds of Prey -tiimi olisi mukana, hän kehitti projektia kolme vuotta tuotantoyhtiönsä alaisuudessa. Cathy Yanin ohjaama Birds of Prey -niminen elokuva julkaistiin vuonna 2020 kriitikoiden ylistämänä. Entertainment Weeklyn Leah Greenblatt kehui Robbien näyttelevän Quinniä ”huimalla sekoituksella hullun koiran häikäilemättömyyttä ja tyttömäistä iloisuutta.”
Tulevia projekteja
Robbie palaa seuraavaksi Quinnin rooliin Suicide Squadissa ja äänirooliinsa Flopsy Rabbitina Peter Rabbit 2: The Runawayssä. Hän on lupautunut näyttelemään ja tuottamaan Matt Ruffin trilleriromaanin Bad Monkeys adaptaation ja näyttelemään Maid Mariania tulevassa elämäkertaelokuvassa. Hän näyttelee myös Justin Kurzelin sotatrilleri Ruinissa, yhteistyökumppaneiden Greta Gerwigin (joka myös ohjaa) ja Noah Baumbachin käsikirjoittamassa Barbie-elokuvassa sekä David O. Russellin vielä nimeämättömässä draamassa, jonka pääosassa on Christian Bale. Robbie ottaa myös pääroolin Pirates of the Caribbean -elokuvasarjan rebootissa. Robbie näyttelee Damien Chazellen seuraavassa elokuvassa Babylon Brad Pittin vastapuolella.