Chalkes Schauspielkarriere begann im Alter von acht Jahren, als sie in Musiktheaterproduktionen auftrat. Mit 12 Jahren wurde sie Reporterin in der kanadischen Kindershow KidZone. 1993 übernahm sie die Rolle der Rebecca Conner-Healy auf Roseanne, nachdem Lecy Goranson die Serie verlassen hatte; Chalke trat als andere Figur in der Roseanne-Episode „Halloween: The Final Chapter“ (#178, ursprünglich ausgestrahlt im Oktober 31, 1995) auf, nachdem Goranson zurückgekehrt war. Chalke kehrte später in die Rolle von Becky zurück, nachdem Goranson ein zweites Mal abgereist war., Nach dem Ende der Show kehrte Chalke kurz nach Kanada zurück, wo sie in dem CBC-Fernsehdrama Nothing Too Good for a Cowboy (1998-1999) mitspielte.
Im Jahr 2001 wurde sie als Dr. Elliot Reid in der NBC-Comedy-Serie Scrubs besetzt und sie war ein Darsteller für alle neun Staffeln, bis die Serie ihren Lauf im Jahr 2010 beendete. Sie hat in mehreren Spielfilmen mitgewirkt, darunter Ernest Goes to School and Cake. Sie erschien in Channel 101s The ‚ Bu with The Lonely Island, eine Parodie auf die Hit-Show The O. C., wurde aber als „Pamela Fenton“gutgeschrieben., 2007 trat sie als Nebenfigur in Chaostheorie auf, in der der Kanadier Ryan Reynolds die Hauptrolle spielte. Im Jahr 2008 wurde Chalke die Sprecherin für eine Reihe von Damenunterwäsche von Hanes, die eine Reihe von Werbespots von ihrem Scrubs Co-Star Zach Braff gerichtet enthalten. In den Jahren 2008 und 2009, Sie hat Auftritte in der CBS-sitcom How I Met your Mother als Stella Zinman. Anfang 2011 spielte sie in der CBS-Fernsehserie Mad Love, einer romantischen Komödie, die als Ersatz für die Zwischensaison debütierte und nach nur einer Staffel abgesagt wurde.,
Chalke wurde vom ehemaligen Scrubs Executive Producer Bill Lawrence unterschrieben, um das Liebesinteresse von Bobby Cobb in der Serie Cougar Town zu spielen. Sie erschien in mehreren Episoden in der Dritten Staffel. Chalke spielte in der ABC-Comedy-Serie How to Live with Your Parents (für den Rest Ihres Lebens), die am 3.April 2013 Premiere hatte und einen Monat später abgesagt wurde. Sie spielte Polly, eine alleinerziehende und sehr verklemmte geschiedene Mutter, die wegen des wirtschaftlichen Abschwungs wieder bei ihren Eltern (Elizabeth Perkins und Brad Garrett) einzog., Auch im Jahr 2013 spielte Sie eine hektische Mutter namens Casey Hedges in der „Grey‘ s Anatomy Saison 9 episode „Kann nicht Kämpfen, Dieses Gefühl“. Chalke spricht auch Beth in der Show Rick und Morty.April 2017 wurde bekannt gegeben, dass eine Wiederbelebung von Roseanne in Arbeit war und dass die meisten der ursprünglichen Besetzung und einige der Produzenten für die Revival-Serie zurückkehren würden. Mai 2017 wurde bestätigt, dass acht Episoden der Show von ABC Greenlit waren und 2018 in der Zwischensaison ausgestrahlt würden, wobei Chalke zurückkehrte, aber eine andere Rolle als Becky Conner spielte., Nach seiner Absage, Sie kehrte später für seine Spinoff-Serie, Die Conners.