Mit 17 Jahren wurde Bloodgood eines der Laker Girls.
Im Jahr 2005 wurde sie auf Platz 99 der Hot 100-Liste des Magazins Maxim gewählt. Danach war sie 2006 auf Platz 53, 2007 auf Platz 40 und 2009 auf Platz 20.
In Day Break (2006-2007) spielte sie Rita Shelten, die Freundin eines Detektivs, dem ein Mord angehängt wird und der innerhalb eines Tages verhaftet wird, aber immer wieder denselben Tag erlebt. Im Jahr 2007 spielte Bloodgood die Rolle der Livia Beale in der amerikanischen Science-Fiction-Fernsehserie Journeyman auf NBC.
Sie hatte eine Rolle in dem Film Street Fighter: The Legend of Chun-Li, der im Februar 2009 in die Kinos kam. Sie spielte die Rolle der Blair Williams in Terminator Salvation, dem vierten Film der Terminator-Reihe, und wiederholte ihre Rolle in dem Videospiel und der animierten Prequel-Webserie Terminator Salvation: The Machinima Series.
Anfang 2009 trat sie in der dritten Staffel der Serie Burn Notice in einer wiederkehrenden Rolle als Detective Michelle Paxson auf.
Von 2011 bis 2015 verkörperte sie Dr. Anne Glass in der von Steven Spielberg produzierten Science-Fiction-Serie Falling Skies auf TNT. Auf dem Sundance Film Festival 2012 gewann Bloodgood den „Special Jury Prize“ für dramatisches Ensemblespiel in The Sessions zusammen mit John Hawkes, Helen Hunt und William H. Macy.
Sie spricht auch die Rolle des Erzengels Uriel in dem Videospiel Darksiders.
Im Jahr 2017 wurde sie als Serienmitglied in der dritten Staffel des medizinischen Dramas Code Black aufgenommen.