1996-2003: Malone a Fattyú Karolinából (1996) című filmmel jutott el a hivatásos színészetig. A filmben nyújtott szerepéért jelölték az 1996-os Independent Spirit Awards-on a legjobb debütáló alakításért, valamint a harmadik Screen Actors Guild Awards-on a televíziós filmben vagy minisorozatban nyújtott kiváló női színészi alakításért. Innentől kezdve szerepei több hollywoodi játékfilmre is kiterjedtek. 1997-ben Golden Globe-díjra jelölték a Legjobb színésznő minisorozatban vagy tévéfilmben kategóriában a Hope (1997) című tévéfilmben nyújtott szerepéért, amelyben egy fiatal lányt alakított, aki egy kisvárosban nő fel az 1960-as években.
A Hope befejezése után Malone szerepet kapott Robert Zemeckis Contact (1997) című sci-fi filmjében, ahol Jodie Foster főszereplőjének gyermekkori megfelelőjét alakította. Az alakításáért elnyerte a legjobb fiatalabb színészi alakításért járó Saturn-díjat. A következő évben Malone Susan Sarandon és Julia Roberts oldalán kapott szerepet a Stepmom (1998) című drámában, ahol egy kamaszlányt alakít, akinek apja újra férjhez ment, anyja pedig halálos rákban haldoklik. A film kasszasiker lett, 50 millió dolláros költségvetésből több mint 150 millió dolláros bevételt hozott. 1999-ben Malone törvényes emancipációt kért anyjától egy Los Angeles megyei bíróságon, és ezt követően azt állította, hogy anyja rosszul gazdálkodott a jövedelmével, és 280 000 dollárt költött el a vagyonkezelői számlájáról. A lány 2000 januárjában megkapta a törvényes emancipációt. Miután 1999-ben abbahagyta a középiskolát, Malone 2001-ben általános iskolai végzettséget szerzett.
Malone első filmes főszerepét a Donnie Darko (2001) című pszichológiai sci-fi thrillerben kapta, Gretchen Ross-t játszotta, az új lányt a városban, aki Jake Gyllenhaal címszereplőjének barátnője lesz. Bár a film nem volt kasszasiker, később kultfilmként vált ismertté. Ugyanebben az évben mellékszerepet kapott az Élet mint ház (2001) című drámában, ahol egy fiatalember (Hayden Christensen) barátnőjét alakította, akinek betegeskedő apja (Kevin Kline) házat épít. Malone társproducere volt az American Girl (2002) című független vígjáték-drámának, az első olyan játékfilmnek, amelyben főszerepet kapott, Brad Renfro és Alicia Witt mellett egy öngyilkos hajlamú fiatal nőt alakítva, akinek apja börtönben ül. 2002-ben Malone egy fájdalmas titkot őrző katolikus diáklányt alakított Emile Hirsch oldalán a The Dangerous Lives of Altar Boys című filmben, amelyben Vincent D’Onofrio és Jodie Foster is szerepelt. Jena 2003-ban a Cold Mountain című filmben a “kompos lány” szerepében tűnt fel.
2004-2012:
Malone főszerepet kapott a Saved! (2004), amelyben egy keresztény középiskolás diákot alakított, aki rájön, hogy a barátja meleg. Ugyanebben az évben főszerepet játszott a Corn című ökológiai témájú független thrillerfilmben, amely egy fiatal nőről szól, aki visszatér a családja farmjára, hogy rájöjjön, hogy a birkáikat megőrjíti a peszticidekre immunissá módosított kukorica. Ronnie Scheib, a Variety munkatársa elismerően nyilatkozott az alakításáról: “
Malone később Lydia Bennet szerepét kapta meg Joe Wright Jane Austen Büszkeség és balítélet című regényének adaptációjában (2005). Stephen Holden a The New York Times-tól azt írta: “Malone, mint a pimasz, fiúőrült legkisebb lány, Lydia, a tinédzserek idiotizmusának és jogosultságának mulatságos karikatúráját nyújtja”. Ugyanebben az évben mellékszerepet kapott Rebecca Miller The Ballad of Jack and Rose című drámájában.
2006-ban Malone debütált a Broadway színpadán James nővérként a Tony-díjas Doubt című darab előadásban. Ben Brantley a The New York Times-tól azt írta, hogy Malone “könnyedén és vonzóan csúszik bele a harmatos, befolyásolható James nővér szerepébe”. Filmekben is szerepelt: Chloë Sevignyvel együtt játszott M. Blash filmrendező Lying (2006) című improvizatív játékfilmjében, amelyben egy bizonytalan hétvégi összejövetelen részt vevő nők egyikét alakította. Malone ezt követően mellékszerepeket játszott a The Go-Getter (2007) című független vígjátékban, amelyben egy középiskolai szerelmével újra találkozó fiatal nőt alakított, valamint az Into the Wild (2007) című életrajzi drámában, amelyben Chris McCandless nővérét alakította.
2007-ben bejelentették, hogy Malone kiadja első kislemezét a The Social Registry nevű New York-i kísérleti zenei kiadónál Jena Malone and the Bloodstains néven. Ezt követően több szám is felkerült a MySpace-oldalára. A Pitchfork Media úgy jellemezte Malone zenéjét, mint “eléggé out-there – hálószobai elektronika, távoli billentyűs hangszerek és Malone takarékos éneke”. 2008-ban megalakította a The Shoe nevű zenei projektet, amelyben Malone egy sor elektronikus hangszerrel lép fel, amelyek egy gőzhajó ládában vannak elhelyezve. 2008-ban kezdett rögtönzött élő koncerteket adni az utcasarkokon.
Malone szerepelt a The Ruins (2008) című természetfeletti horrorfilmben Shawn Ashmore és Jonathan Tucker oldalán, ahol a több hátizsákos utazó egyikét alakította Mexikóban, akik csapdába esnek egy maja templomban, amely tele van indákkal, amelyek képesek megelevenedni és megtámadni azokat, akik kapcsolatba kerülnek velük. A következő évben visszatért a színházhoz, és Laviniát alakította Eugene O’Neill Mourning Becomes Electra című darabjának off-Broadway felújításában, Lili Taylorral szemben. 2011-ben Malone játszotta Rocket szerepét Zack Snyder Sucker Punch című akciófilmjében. A film kereskedelmi sikertelensége arra késztette Malone-t, hogy átértékelje karrierjét, és fontolóra vegye, hogy a fotózásra és a zenére koncentráljon. Következő szerepének sikere után, a The History Channel Hatfields and McCoys című minisorozatában, Malone szenvedélye visszatért a színészethez.
2012-ben Malone szerepelt a Dakota című sorozatban a YouTube-csatorna Wigs című sorozatában, ahol a címszereplőt alakította. A Deborah Kampmeir által rendezett Lonely Hunter című filmben Carson McCullers szerepét kapta meg, és mellékszerepet játszott az In Our Nature (2012) című független drámában Zach Gilford és Gabrielle Union mellett, ahol több fiatal egyikét alakította egy páros kiruccanáson.
2013-tól napjainkig: Mainstream filmek és egyéb törekvésekSzerkesztés
2013-ban Malone újra összeállt M. Blash-szel és Chloë Sevigny-vel a The Wait című független drámában, amelyben egy nő nővérét alakítja, aki hisz abban, hogy halott édesanyjuk feltámad. Ugyanebben az évben megkapta Johanna Mason szerepét Az éhezők viadalában: Catching Fire (2013).
2014-ben Malone 39 olyan fotót állított ki, amelyeket azon a nyáron Mianmarban készített. A november 21-től 28-ig tartó kiállítás a “The Holy Other” (A szent másik) címet viselte. A kiállításra a MAMA-ban került sor, amely Malone barátja, Adarsha Benjamin művészeti galériája Los Angeles belvárosában. A bevételt a Girl Determined nevű nonprofit szervezetnek ajánlották fel, amely a mianmari lányok oktatását támogatja. Szintén 2014-ben Malone mellékszerepet kapott Paul Thomas Anderson Inherent Vice (2014) című neo-noir filmjében, amelyben egy volt heroinfüggőt alakított, aki felbérel egy nyomozót (Joaquin Phoenix), hogy megtalálja a férjét. Malone emellett újra eljátszotta Johanna Mason szerepét az Éhezők viadala két folytatásában, a Mockingjay – 1. rész (2014) és a Mockingjay – 2. rész (2015) című filmekben.
Malone-t Jenet Klyburn szerepében láthatta a szintén Zack Snyder által rendezett Batman Superman ellen: Az igazság hajnala című filmben. Az ő jelenetei kimaradtak a mozis kiadásból, de az “Ultimate Edition” home video kiadáson szerepeltek. 2015 februárjában Malone szerepet kapott Elle Fanning mellett Nicolas Winding Refn The Neon Demon című horrorfilmjében, amely egy feltörekvő Los Angeles-i modellről szól. A film kritikákat kapott egy jelenet miatt, amelyben Malone nekrofíliába bocsátkozik. Tim Robey, a The Telegraph munkatársa úgy vélte, hogy ez “az év legbántóbb filmje”, de elismerte, hogy ez “nem Malone hibája, aki teljes mértékben elkötelezi magát, hogy egy gyötrelmes, kétségbeesett, bár elkerülhetetlenül undorító percet töltsön el a vásznon”. Ez a kontextus kérdése, és hogy ez a jelenet… hogyan illeszkedik a film általános tézisébe.”
Malone Riley Keough-val együtt szerepelt So Yong Kim Lovesong (2016) című drámafilmjében, egy fiatal nőt alakítva, aki beleszeret legjobb barátnőjébe. Kate Erbland az IndieWire-től azt írta, hogy “Malone a legpezsgőbb és legvonzóbb”, de “az összhatás egy szétesett szerelmi történet, amely soha nem találja a dallamot, függetlenül attól, hogy mennyire ügyesek a játékosai.”
Malone társszerzőként és énekesként szerepel a Foster the People “Static Space Lover” című számában a zenekar harmadik, 2017. július 21-én megjelent Sacred Hearts Club című albumán. Várhatóan szerepelni fog a Stardust és a The Tuna Goddess című filmekben is.