A tanulmányai után Kaur Mumbaiba költözött és print modellként dolgozott. Színházi színésznőként kezdett dolgozni, olyan darabokban szerepelt, mint a Bagdad Wedding (2012), az All About Women és a Red Sparrow, és olyan rendezőkkel dolgozott, mint Sunil Shanbag és Manav Kaul.
Kaur 2004-ben egy kétrészes klipben mutatkozott be Kumar Sanu “Tera Mera Pyar” és Shreya Ghoshal “Yeh Kya Hua” című dalaira. A videókat Apurva Asrani író-szerkesztő rendezte. Televíziós reklámokban is szerepelt.
Kaur filmes debütálása egy kisebb szereppel történt egy angol filmben, az Egy éjszaka a királlyal (2006), amelyet Rajasthanban forgattak. Hindi filmes debütálása a Peddlers című filmmel jött 2012-ben, melynek producere Anurag Kashyap volt. A filmet a cannes-i filmfesztiválon mutatták be, és jó kritikákat kapott.
Kaur akkor került a nyilvánosság elé, amikor szerepelt a Cadbury Silk reklámfilmjében.
Kaur másodszor vett részt a cannes-i fesztiválon a The Lunchbox (2013) című levélregényes romantikus filmmel. A film kereskedelmi és kritikai siker volt. Kaur elismerő kritikákat kapott egy magányos feleség alakításáért, aki leveleken keresztül barátságot kezd egy férfival (akit Irrfan Khan alakít). Raja Sen a Rediff.com-tól így nyilatkozott Kaur alakításáról: “Ez egy lefegyverzően természetes alakítás, amit lehetetlen elfelejteni és nehéz elemezni, és ezen a szűkös helyen csak csodálatunkat fejezhetjük ki”. Jay Weissberg a Variety-től “sugárzó jelenlétnek” nevezte őt, Pratim D. Gupta a The Telegraph-tól pedig azt mondta, hogy “Nimrat levetkőzi az összes szentimentalizmust, hogy méltóságot és kecsességet kölcsönözzön a karakternek. Ez egy sziporkázó debütálás.”
2014-ben Kaur az ISI ügynök Tasneem Qureishi szerepében tűnt fel a Homeland című amerikai tévésorozat negyedik évadában. Ugyanebben az évben elkötelezte magát Rajkummar Rao mellett egy cím nélküli pszichológiai drámában, amelyet Saurabh Shukla fog rendezni.
2016-ban Akshay Kumar mellett játszott a Légihíd című háborús drámában. A film, amely az iraki-kuwaiti háború idején Kuvaitban állomásozó indiaiak evakuálásának polgári műveletén alapul, január 22-én került a mozikba, és többnyire pozitív kritikákat kapott. Rajeev Masand a kritikájában ezt írta: “A film nagyrészt hitelesnek tűnik, és Nimrat Kaur jól beleolvad. A korai jelenetekben még egy kicsit esetlen, de mire a férje tettei miatti hitválság során el kell mondania egy megsemmisítő monológot, már belejön a szerepébe”.” A film anyagi sikert aratott. Kaur 2016-ban kezdte el alakítani Rebecca Yedlin szerepét a Wayward Pines című amerikai televíziós sorozat második évadában.
2017-ben Kaur Shikha Sharma szerepét játszotta a The Test Case című hindi websorozatban.
A Homeland nyolcadik és egyben utolsó évadában, 2020 februárjában tért vissza a sorozat állandó szereplőjeként.