En 2006, Gregory participó en un concurso organizado por la International Models & Talent Association, una prestigiosa organización profesional que, anualmente, en la ciudad de Nueva York y Los Ángeles, organiza concursos con participación internacional, para descubrir nuevos talentos de la actuación, la música o la moda. De entre los 1.000 concursantes de países de habla inglesa, Gregory ganó el título de «actriz del año» en la categoría preadolescente y fue declarada primera finalista: «modelo del año», también en la categoría preadolescente. Tras este concurso, Gregory recibió 54 ofertas de diferentes agencias y mánagers de Hollywood que querían representarla.

Logró su primer papel en un largometraje como la protagonista «Loosie Goosie» en la película indie de 2010 Spork, una comedia musical que recibió tres premios en festivales de cine, un premio CineKid y una nominación del British Film Institute. En la pequeña pantalla, Gregory ha aparecido en Lab Rats (2012) y Kickin’ It (2011) de Disney XD y ha prestado su voz a la serie de televisión animada Olivia (2009), basada en una popular serie de libros infantiles. Oana Gregory interpreta a la popular hermana de 16 años de Wyatt, Amanda Bernstein, en la «bro-comedy» de acción real de Disney XD Crash & Bernstein (2012), emitida en 21 países. Para el papel de Amanda, Gregory fue elegida entre más de 2.600 concursantes que participaron en el casting.