Kariera aktorska Przełom we wczesnej karierze Emmy przyniosła pierwszoplanową rola Addie Singer w serialu Nieidealna (2004–2007). Wkrótce dostała główne role w Akwamarynie, Nancy Drew i tajemnice Hollywood i komedii romantycznej Wild Child. Zbuntowana księżniczka (2008). Poszukując bardziej dojrzałych ról, w 2009 roku pojawiła się w dramacie Sezon na kleszcza, by następnie wystąpić w wielu innych filmach, często jako główna bohaterka. W 2010 roku wystąpiła u boku swojej ciotki Julii Roberts w filmie Walentynki. W 2013 roku powróciła do telewizji w roli Madison Montgomery w trzecim sezonie American Horror Story i zagrała również w późniejszych.
Kariera muzyczna 27 września 2005 roku Columbia Records i Nick Records wydały debiutancki album Roberts pt. Unfabulous and More. Został on użyty jako ścieżka dźwiękowa w serialu Nieidealna. Album osiągnął 46. miejsce na liście Top Heatseekers magazynu Billboard. We wrześniu 2005 roku wydano dwa single promujące album – „I Wanna Be” i „Dummy”. Na płycie znajduje się kilka oryginalnych piosenek, m.in.