Eftir að hafa byrjað feril sinn á sviði, náði Anderson alþjóðlegri viðurkenningu fyrir hlutverk sitt sem FBI sérsviðsfulltrúi Dana Scully í bandarísku vísindaskáldsöguþættinum The X-Files. Kvikmyndastarf hennar inniheldur þættina The Mighty Celt (2005), The Last King of Scotland (2006), Shadow Dancer (2012), Viceroy's House (2017) og tvær X-Files kvikmyndir: The X-Files: Fight the Future (1998) og The X-Files: I Want to Believe (2008). Aðrir merkilegir sjónvarpsþáttir eru: Lady Dedlock in Bleak House (2005), Wallis Simpson in Any Human Heart (2010), Miss Havisham in Great Expectations (2011), Dr. Maurilia Duer Hannibal (2013-2015), og Media Gods (2017).
X-skjölin