Aos 17 anos de idade, Bloodgood tornou-se uma das Laker Girls.
Em 2005, ela foi classificada no 99º lugar na lista Hot 100 da revista Maxim. Posteriormente, ela ficou no 53º lugar em 2006, no 40º em 2007 e no 20º em 2009.
No Day Break (2006-2007), ela retratou Rita Shelten, a namorada de um detective que é incriminada por assassinato e presa no espaço de um dia, mas que se encontra continuamente revivendo nesse mesmo dia. Em 2007, Bloodgood estrelou como Livia Beale na série de televisão de ficção científica americana Journeyman na NBC.
Tinha um papel no filme Street Fighter: The Legend of Chun-Li, que estreou em Fevereiro de 2009. Ela estrelou como Blair Williams no filme Terminator Salvation, o quarto filme da série Terminator, e reprisou seu papel no videogame e na série web animada pré-quel, Terminator Salvation: The Machinima Series.
No início de 2009, ela entrou na terceira temporada da série Burn Notice em um papel recorrente como Detetive Michelle Paxson.
De 2011 a 2015, ela retratou a Dra. Anne Glass na série de ficção científica Falling Skies, produzida por Steven Spielberg. No Festival de Sundance em 2012, Bloodgood ganhou o “Prêmio Especial do Júri” pelo conjunto dramático atuando em The Sessions junto com John Hawkes, Helen Hunt e William H. Macy.
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A voz dela também atua o papel de Uriel, o Arcanjo, no videogame Darksiders.
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Em 2017 ela foi adicionada como uma série regular à terceira temporada do drama médico Code Black.