Protagonista en el programa piloto de la televisión Fox Network "The Sarah Connor Chronicles," que es la continuación de la saga de "The Terminator", interpretando Headey el papel que hizo famoso Linda Hamilton.

Headey acaba de terminar también la producción de la película de terror psicológico "The Brøken," dirigida por Sean Ellis, en la que interpreta el papel de una mujer que entra en una situación muy turbulenta al descubrir en las calles de Londres a una doble exacta a ella. Sus próximas películas incluyen "The Red Baron," en la que interpreta el papel de la mujer de la que se enamora el famoso aviador alemán de la Primera Guerra Mundial, Baron Von Richthofen, interpretado por Matthias Schweighöfer, y con Joseph Fiennes como otro protagonista. También protagonizará el drama de acción "The Shooter," con Wesley Snipes, y también se encuentra en el reparto de la película biográfica "Vivaldi," en la que actuará junto a Joseph Fiennes, que interpretará el personaje del compositor legendario.

En 2006, Headey demostró su talento en tres películas diferentes, el suspense de terror "La caverna maldita"; la aventura fantástica "Los hermanos Grimm," en la que fue protagonista junto a Matt Damon y Heath Ledger; y la comedia romántica británica "Rosas rojas," con Piper Perabo y Matthew Goode.

Headey debutó en 1992 en la pantalla grande en la película "El país del agua," interpretando una versión joven de la esposa de Jeremy Irons. También se la vio ese mismo año en el telefilme de la BBC "The Summer House." En 1993, Headey apareció en el drama histórico "Century" y en la premiada película de Merchant-Ivory "Lo que queda del día".

Su primer papel protagonista lo interpretó en la película de Rudyard Kipling "El libro de la selva" y continuó interpretando papeles importantes en películas independientes tales como "Mrs. Dalloway", "El rostro", "Onegin", "Gossip: Rumores que matan", "Posesión", "El juego de Ripley" y "The Actors."

En televisión, Headey ha protagonizado muchos proyectos de largometrajes en todo el mundo. Sus títulos incluyen "The Long Firm" que fue nominada a los premios BAFTA, "The Gathering Store" de la HBO, "Merlín" "Loved Up" y "Band of Gold".