2007-2012: Początki kariery i Sąsiedzi
Robbie profesjonalnie zajmuje się aktorstwem od 2007 roku, kiedy to zagrała w filmach ICU i Vigilante. Po tym jak zaimponowała reżyserowi swoim występem podczas przesłuchania, zdobyła główną rolę w I.C.U., nie mając wtedy jeszcze agenta. Robbie występowała również w reklamach i miała gościnne role w The Elephant Princess jako Juliet i City Homicide jako Caitlin Brentford. Robbie zaczęła występować jako Donna Freedman w serialu Neighbours od czerwca 2008 roku. Postać ta była początkowo tylko rolą gościnną, ale wkrótce została awansowana na stałego członka obsady. W wywiadzie z Digital Spy, Robbie powiedział, że poszła na wakacje snowboardowe do Kanady z chłopakiem wkrótce po przesłuchaniu, ale musiał wrócić po zaledwie dwóch dniach, kiedy powiedział, że wygrała role.
Na początku 2009 roku, Robbie pojawił się w różnych promocjach Network Ten, wyposażony zespół popularnych australijskich twarzy w sieci. W lipcu 2009 roku, wypełniła „Generation Y” gościnne miejsce na Network Ten show Talkin’ 'Bout Your Generation. Robbie została również młodzieżowym ambasadorem ds. osób zaginionych w ramach Narodowego Tygodnia Młodzieży. W tym samym roku, Robbie została nominowana w kategorii Najpopularniejszy Nowy Talent Kobiecy podczas Australian Logie Awards. Została również nominowana w kategorii Favorite Hottie na Nickelodeon Kids Choice Awards, gdzie zmierzyła się z gwiazdą serialu Neighbours, Deanem Geyerem. We wrześniu 2010 roku, Robbie ogłosiła, że opuści Neighbours po prawie trzech latach, aby kontynuować karierę aktorską w Hollywood. Jej ostatnie sceny wyemitowane 26 stycznia 2011 i w kwietniu tego roku, Robbie został nominowany do Najpopularniejsza aktorka na Logie Awards.
Po przybyciu do Los Angeles na sezon pilotażowy, Robbie przesłuchania do nowej serii Aniołki Charliego. Jednak producenci w Sony Pictures Television woleli ją do roli w serialu dramatycznym ABC Pan Am obok Christiny Ricci. Robbie dostała rolę Laury Cameron, nowo wyszkolonej stewardessy. Pan Am został anulowany po jednym sezonie ze względu na spadające oceny, pomimo otrzymania pozytywnych recenzji od krytyków.
2013-2016: Przełom
Robbie dołączyła do obsady komedii romantycznej Richarda Curtisa About Time (2013) obok Domhnalla Gleesona, Rachel McAdams i Billa Nighy’ego. About Time został wydany w Wielkiej Brytanii 4 września 2013 roku, a w Stanach Zjednoczonych 1 listopada 2013 roku. Film otrzymał pozytywne recenzje i zarobił 87 milionów dolarów przy budżecie produkcji wynoszącym 12 milionów dolarów. Międzynarodowy przełom w karierze Robbie nastąpił, gdy została obsadzona w filmie Martina Scorsese Wilk z Wall Street w roli Naomi Belfort, żony głównego bohatera Jordana Belforta (granego przez Leonardo DiCaprio). Film, który zebrał pozytywne recenzje, odniósł sukces komercyjny i osiągnął na całym świecie 392 miliony dolarów, stając się tym samym najlepiej zarabiającym filmem Scorsese. Film był następnie nominowany do pięciu Oscarów, w tym za najlepszy film. Występ Robbiego był szczególnie chwalony przez krytyków za jej brooklyński akcent. Krytyk Sasha Stone napisała: „Jest najlepszym blond odkryciem Scorsese od czasów Cathy Moriarty we Wściekłym byku. Robbie jest zabawna, twarda i zabija każdą scenę, w której występuje”. Otrzymała nominację do MTV Movie Award za Najlepszy Przełomowy Występ oraz zdobyła Empire Award dla Najlepszego Debiutanta. W 2014 roku Robbie założyła własną firmę produkcyjną, LuckyChap Entertainment.
W 2015 roku Robbie wystąpiła naprzeciwko Willa Smitha w romantycznym komediodramacie Focus. W filmie gra niedoświadczonego griftera, który uczy się rzemiosła od postaci Smitha. Film został wydany 27 lutego 2015 roku do ogólnie mieszanych recenzji. Jednak występ Robbie był chwalony. Peter Travers z Rolling Stone napisał: „Robbie jest wow, a potem niektóre. Aussie aktorka, która sprawiła, że usiedliśmy i zwróciliśmy na nią uwagę jako żona Leonardo DiCaprio w Wilku z Wall Street, pokazuje komiczny talent poparty pięknem i stalą. Nawet gdy w Focusie coś się nie udaje, Robbie rozdaje zwycięskie karty”. Focus zarobił na całym świecie ponad 150 milionów dolarów. W 2015 roku Robbie otrzymał nominację do nagrody BAFTA Rising Star Award. Również w 2015 roku Robbie zagrała główną rolę Ann Burden w filmowej adaptacji Z for Zachariah z Chrisem Pine’em i Chiwetelem Ejioforem, która została nakręcona w Nowej Zelandii. Film miał premierę 24 stycznia 2015 roku na Festiwalu Filmowym Sundance i miał swoją premierę kinową 28 sierpnia 2015 roku, otrzymując pozytywne recenzje. Występ Robbiego był chwalony przez krytyków. Drew McWeeny z HitFix stwierdził: „Robbie’s work here establishes her as one of the very best actresses in her age range today.”
Robbie pojawiła się w dokumentalnym specialu celebrującym 30-lecie Neighbours zatytułowanym Neighbours 30th: The Stars Reunite, który został wyemitowany w Australii i Wielkiej Brytanii w marcu 2015 roku. Wystąpiła również w Suite Française (2015) u boku Michelle Williams, Kristin Scott Thomas i Matthiasa Schoenaertsa, adaptacji powieści Irène Némirovsky. Film otrzymał pozytywne recenzje. Robbie wystąpiła w cameo w komediodramacie Adama McKaya The Big Short, wydanym 11 grudnia 2015 r.
Robbie wystąpiła wspólnie z Tiną Fey w Whiskey Tango Foxtrot, filmowej adaptacji The Taliban Shuffle. Gra Tanyę Vanderpoel, brytyjską dziennikarkę telewizyjną. W filmie występują również Martin Freeman i Alfred Molina, a film został wydany 4 marca 2016 roku przez Paramount Pictures. Później w tym samym roku Robbie zagrała rolę Jane Porter w filmie Davida Yatesa The Legend of Tarzan, naprzeciwko Alexandra Skarsgårda, Samuela L. Jacksona i Christopha Waltza. Film wszedł do kin 1 lipca 2016 roku. Trzecią rolą Robbiego w 2016 roku była Harley Quinn w filmie Warner Bros.’s DC Comics supervillain film Suicide Squad, jako część obsady zespołu, w którym znaleźli się Will Smith, Jared Leto, Viola Davis i Joel Kinnaman. Zdjęcia główne rozpoczęły się 13 kwietnia 2015 roku, a film został wydany 5 sierpnia 2016 roku. Podczas gdy film ogólnie został słabo przyjęty, występ Robbiego jako Quinn był szeroko chwalony. Robbie była gospodarzem premiery sezonu 42 Saturday Night Live w dniu 1 października 2016 roku, z muzycznym gościem The Weeknd. Miała głos postać w filmie DreamWorks Animation, zatytułowanym Larrikins, ale projekt został ostatecznie złomowany.
2017-obecnie: Uznana aktorka
W 2017 roku Robbie wystąpiła u boku Domhnalla Gleesona w Goodbye Christopher Robin jako Daphne de Sélincourt, żona autora A. A. Milne’a. Następnie sportretowała amerykańską łyżwiarkę figurową Tonya Harding w filmie I, Tonya, w reżyserii Craiga Gillespie. Recenzując ten film dla The Boston Globe, Ty Burr napisał: „Robbie jest wyższa, większa niż drobna, zadziorna Harding, ale ma w sobie gniew, który zdawał się napędzać dynamo zawodniczki, a kiedy życie daje Tonyi cytryny, Robbie ustawia szczękę i stawia opór.” Za rolę Harding Robbie otrzymała nominację do Złotego Globu dla najlepszej aktorki w komedii filmowej lub musicalu oraz do Oscara dla najlepszej aktorki. Była pierwszą aktorką nominowaną do Oscara za sportretowanie prawdziwego olimpijczyka. W tym samym roku magazyn Time nazwał ją jedną ze 100 najbardziej wpływowych osób na świecie, a Forbes umieścił ją na swojej liście 30 Under 30.
W 2018 roku Robbie głosowała postać Flopsy Rabbit w filmie animowanym/live-action Peter Rabbit, adaptacji serii książek Beatrix Potter. Następnie wystąpiła w filmie thrillerowym Terminal Vaughna Steina jako Annie. Następnie pojawiła się jako Audrey w filmie Slaughterhouse Rulez i zagrała królową Elżbietę I w Mary Queen of Scots, naprzeciwko Saoirse Ronan jako Mary Stuart. David Sims z The Atlantic odrzucił ten ostatni film jako „tandetną operę mydlaną”, ale napisał, że „przy niewielkiej ilości czasu ekranowego, wciąż udaje jej się przekazać prawdziwe poczucie niechęci do statusu Marii jako bardziej tradycyjnej królowej”. Otrzymała nominacje do nagród BAFTA i Screen Actors Guild Awards dla Najlepszej Aktorki Drugoplanowej.
Robbie rozpoczęła 2019 rok, występując jako femme fatale w Dreamland, okresowym thrillerze kryminalnym osadzonym w latach 30. XX wieku Dust Bowl, który również wyprodukowała. Następnie zgodziła się sportretować aktorkę Sharon Tate w komediodramacie Quentina Tarantino Once Upon a Time in Hollywood, z udziałem Leonardo DiCaprio i Brada Pitta, ze względu na jej pragnienie pracy z Tarantino. W ramach przygotowań przeczytała autobiografię Roman by Polanski, autorstwa Romana Polańskiego, który był mężem Tate. Peter Bradshaw z The Guardian stwierdził, że pomimo braku kobiecych ról w filmie, „Robbie daje współczujący portret Tate”, a Robbie Collin z The Telegraph uznał sekwencję, w której Tate ogląda swój własny występ w kinie, za „najbardziej zachwycającą” scenę filmu. Pełniła również funkcję producenta wykonawczego serialu komediowego Hulu Dollface. W tym samym roku Forbes uplasował ją jako ósmą najwyżej opłacaną aktorkę na świecie, z rocznym dochodem 23,5 miliona USD, a The Hollywood Reporter wymienił ją wśród 100 najpotężniejszych ludzi w rozrywce.
Robbie zagrała Kaylę Pospisil, złożoną postać opartą na kilku pracownikach Fox News, w dramacie Bombshell (2019), który koncentruje się na historiach różnych kobiet personelu w sieci informacyjnej i ich doniesieniach o molestowaniu seksualnym przez prezesa sieci Rogera Ailesa. W ramach przygotowań stworzyła fałszywe konto na Twitterze, aby śledzić młode konserwatywne kobiety, i oglądała filmy z Katherine Harris, na której oparła akcent swojej postaci. Zwracając szczególną uwagę na „rozdzierającą scenę”, w której Pospisil jest molestowana seksualnie, Owen Gleiberman z Variety docenił Robbie za to, że „pozwoliła nam poczuć agonię tego, co dzieje się w jej wnętrzu”. Podobnie Manohla Dargis z The New York Times stwierdziła, że „to Robbie – ze swoimi spanikowanymi, rzucającymi się w oczy oczami i napiętym oporem, a następnie kapitulującą fizycznością – oddaje horror molestowania seksualnego, degradację, która wsiąka w ciało i duszę”. Otrzymała dwie nominacje do nagrody BAFTA za występy w filmach Once Upon a Time in Hollywood i Bombshell, a za ten ostatni była również nominowana do Oscara dla najlepszej aktorki drugoplanowej, Złotego Globu dla najlepszej aktorki drugoplanowej – Motion Picture oraz Screen Actors Guild Award dla wybitnego występu aktorki w roli drugoplanowej.
Robbie rozpoczęła nową dekadę od produkcji thrillera dramatycznego Promising Young Woman (2020), w reżyserii Emeralda Fennella i z Carey Mulligan w roli głównej. Po przedstawieniu w 2015 roku Warner Bros. pomysłu na film o Harley Quinn z udziałem drużyny Birds of Prey, spędziła trzy lata na rozwijaniu projektu w ramach swojej firmy produkcyjnej. Film, zatytułowany Birds of Prey i wyreżyserowany przez Cathy Yan, został wydany w 2020 roku z pochwałami krytyków. Leah Greenblatt z Entertainment Weekly pochwaliła Robbie za granie Quinn z „zawadiacką mieszanką bezwzględności szalonego psa i dziewczęcej radości.”
Nadchodzące projekty
Robbie następnie ponownie wcieli się w rolę Quinn w The Suicide Squad oraz w swoją rolę głosową jako Flopsy Rabbit w Peter Rabbit 2: The Runaway. Zobowiązała się również do zagrania głównej roli i wyprodukowania adaptacji powieści sensacyjnej Matta Ruffa Bad Monkeys, a także do zagrania roli Maid Marian w nadchodzącym filmie biograficznym. Wystąpi także w wojennym thrillerze Justina Kurzela „Ruin”, w filmie o Barbie, którego współautorami są Greta Gerwig (także reżyserka) i Noah Baumbach oraz w niezatytułowanym jeszcze dramacie Davida O. Russella z Christianem Bale’em w roli głównej. Robbie przyjmie również główną rolę w reboocie serii filmów „Piraci z Karaibów”. Robbie wystąpi w kolejnym filmie Damiena Chazelle’a Babylon u boku Brada Pitta.