După terminarea studiilor, Kaur s-a mutat în Mumbai și a lucrat ca model de print. A început să lucreze ca actriță de teatru, apărând în piese precum Baghdad Wedding (2012), All About Women și Red Sparrow, lucrând cu regizori precum Sunil Shanbag și Manav Kaul.
Kaur a fost lansată într-un videoclip muzical în două părți pentru melodiile „Tera Mera Pyar” de Kumar Sanu și „Yeh Kya Hua” de Shreya Ghoshal în 2004. Videoclipurile au fost regizate de scenaristul-editor Apurva Asrani. Ea a făcut, de asemenea, reclame TV.
Kaur și-a făcut debutul în cinematografie cu un rol mic într-un film englezesc, One Night with the King (2006), care a fost filmat în Rajasthan. Debutul ei în filmul hindi a venit cu Peddlers în 2012, produs de Anurag Kashyap. Filmul a fost proiectat la Festivalul de Film de la Cannes cu recenzii bune.
Kaur a intrat în atenția publicului când a apărut într-o reclamă Cadbury Silk.
Kaur a participat pentru a doua oară la festivalul de la Cannes pentru filmul romantic epistolar The Lunchbox (2013). Filmul a fost un succes comercial și de critică. Kaur a primit recenzii foarte bune pentru interpretarea unei soții singuratice care începe o prietenie cu un bărbat (interpretat de Irrfan Khan) prin intermediul scrisorilor. Raja Sen de la Rediff.com a spus despre interpretarea lui Kaur: „Este o interpretare dezarmant de naturală, imposibil de uitat și greu de analizat, iar în acest spațiu limitat nu putem decât să ne exprimăm admirația.” Jay Weissberg de la Variety a numit-o o „prezență radiantă”, iar Pratim D. Gupta de la The Telegraph a spus că „Nimrat se dezbracă de tot sentimentalismul pentru a atribui demnitate și grație personajului. Acesta este un debut sclipitor.”
În 2014, Kaur a apărut în rolul agentului ISI Tasneem Qureishi în cel de-al patrulea sezon al serialului american Homeland. În același an, ea s-a angajat să joace alături de Rajkummar Rao într-o dramă psihologică fără titlu, care va fi regizată de Saurabh Shukla.
În 2016, a jucat în drama de război Airlift, alături de Akshay Kumar. Bazat pe operațiunea civilă de evacuare a indienilor aflați în Kuweit în timpul războiului dintre Irak și Kuweit, filmul a fost lansat pe 22 ianuarie și a primit în mare parte recenzii pozitive. În recenzia sa, Rajeev Masand a scris: „În cea mai mare parte, filmul pare autentic, iar Nimrat Kaur se integrează perfect. Doar un pic ciudată în primele scene, ea își intră în drepturi în momentul în care trebuie să țină un monolog dur în timpul unei crize de credință legate de acțiunile soțului ei.” Filmul a fost un succes financiar. De asemenea, Kaur a început să o portretizeze pe Rebecca Yedlin în cel de-al doilea sezon al serialului american de televiziune Wayward Pines în 2016.
În 2017, Kaur a jucat rolul lui Shikha Sharma în serialul web hindi The Test Case.
A revenit pentru cel de-al optulea și ultimul sezon al serialului Homeland ca membră obișnuită a seriei în februarie 2020.
.