לאחר שהחלה את הקריירה שלה על הבמה, אנדרסון זכתה להכרה בינלאומית על תפקידה כסוכנת מיוחדת של ה-FBI דנה סקאלי בסדרת הדרמה המדעית האמריקאית "תיקי האקס". עבודתה הקולנועית כוללת את הדרמות "הקלט האדיר" (2005), "המלך האחרון של סקוטלנד" (2006), "ריקוד הצללים" (2012), "בית הוויסרוי" (2017) ושני סרטים של "תיקי האקס": "תיקי האקס: להילחם בעתיד" (1998) ו"תיקי האקס: אני רוצה להאמין" (2008). קרדיטים טלוויזיה בולטים אחרים כוללים: ליידי דדלוק בבית אפל (2005), ווליס בסימפסון בלב אדם (2010), מיס הווישאם ב"ציפיות גדולות" (2011), ד"ר מוריליה דואר האניבאל (2013-2015), ו"מדיה" (2017). בשנת 2019, אנדרסון החלה לשחק את ג'ין מילבורן בדרמת הקומדיה של נטפליקס "איזו שאלה: חינוך מיני?
"תיקי האקס".