Opiskelujensa jälkeen Kaur muutti Mumbaihin ja työskenteli printtimallina. Hän alkoi työskennellä teatterinäyttelijänä esiintyen näytelmissä, kuten Bagdadin häät (2012), All About Women ja Red Sparrow, työskennellen ohjaajien, kuten Sunil Shanbagin ja Manav Kaulin, kanssa.
Kaur lanseerattiin kaksiosaisella musiikkivideolla Kumar Sanun kappaleisiin ”Tera Mera Pyar” ja Shreya Ghoshalin ”Yeh Kya Hua” vuonna 2004. Videot ohjasi kirjailija-toimittaja Apurva Asrani. Hän teki myös tv-mainoksia.
Kaur teki elokuvadebyyttinsä pienellä roolilla englantilaisessa elokuvassa One Night with the King (2006), joka kuvattiin Rajasthanissa. Hänen hindielokuvadebyyttinsä tuli Anurag Kashyapin tuottamalla Peddlers-elokuvalla vuonna 2012. Elokuva esitettiin Cannesin elokuvajuhlilla ja sai hyvät arvostelut.
Kaur nousi suuren yleisön tietoisuuteen, kun hän esiintyi Cadbury Silkin mainoksessa.
Kaur osallistui Cannesin elokuvajuhlille toista kertaa kirjeenvaihdolla varustetun romanttisen elokuvan Lounaslaatikko (The Lunchbox, 2013) myötä. Elokuva oli kaupallinen ja kriittinen menestys. Kaur sai ylistäviä arvosteluja roolistaan yksinäisenä vaimona, joka aloittaa ystävyyden miehen (näytteli Irrfan Khan) kanssa kirjeiden välityksellä. Rediff.comin Raja Sen sanoi Kaurin esityksestä: ”Se on aseistariisuvan luonnollinen suoritus, jota on mahdotonta unohtaa ja vaikea analysoida, ja tässä rajallisessa tilassa voi vain ilmaista ihailunsa.” Jay Weissberg Varietystä kutsui Kauria ”säteileväksi läsnäoloksi”, ja Pratim D. Gupta The Telegraphista sanoi, että ”Nimrat riisuu kaiken sentimentaalisuuden ja liittää hahmoonsa arvokkuutta ja armoa. Tämä on säkenöivä debyytti.”
Vuonna 2014 Kaur esiintyi ISI-agentti Tasneem Qureishin roolissa amerikkalaisen televisiosarjan Homeland neljännellä kaudella. Samana vuonna hän sitoutui näyttelemään Rajkummar Raon kanssa Saurabh Shuklan ohjaamassa nimeämättömässä psykologisessa draamassa.
Vuonna 2016 hän näytteli sotadraamassa Airlift Akshay Kumarin rinnalla. Elokuva perustuu Kuwaitissa sijaitsevien intialaisten siviilioperaatioon evakuoinnissa Irakin ja Kuwaitin sodan aikana, ja se julkaistiin 22. tammikuuta pääosin positiivisin arvosteluin. Rajeev Masand kirjoitti arvostelussaan: ”Suurimmaksi osaksi elokuva tuntuu aidolta, ja Nimrat Kaur sulautuu siihen hyvin. Hän on hieman kömpelö ensimmäisissä kohtauksissa, mutta hän pääsee oikeuksiinsa siinä vaiheessa, kun hän joutuu pitämään kirvelevän monologin miehensä tekojen aiheuttaman uskonkriisin aikana.” Elokuva oli taloudellinen menestys. Kaur alkoi myös esittää Rebecca Yedliniä yhdysvaltalaisen televisiosarjan Wayward Pines toisella kaudella vuonna 2016.
Vuonna 2017 Kaur näytteli Shikha Sharmaa hindinkielisessä The Test Case -verkkosarjassa.
Helmikuussa 2020 hän palasi vakiosarjan vakiokasvoiksi Homeland-sarjan kahdeksannelle ja viimeiselle kaudelle.