Rajskub hrála poprvé v komunitním divadle v představení Willy Wonka &továrna na čokoládu a její první hlavní role byla Raggedy Ann. V roce 1996 se objevila ve videoklipech k písním „The Good Life“ od skupiny Weezer a „The New Pollution“ od Becka.
V letech 1996-1998 měla stálou roli v seriálu HBO The Larry Sanders Show jako asistentka rezervace Mary Lou Collins.
Její nejvýznamnější rolí je systémová analytička CTU Chloe O’Brianová v seriálu 24, do kterého nastoupila v roce 2003 na začátku třetí série seriálu. Její postava se stala hitem u diváků i kritiků a byla jedním z mála herců, kteří se vrátili ve čtvrté sérii seriálu. Poté, co Rajskubová dvě sezóny pravidelně hostovala, se v páté sezóně seriálu stala hlavní členkou obsazení. Na konci seriálu se stala hlavní ženskou postavou, v hlavní roli jí sekundoval Kiefer Sutherland. Její postava měla také tu čest pronést poslední slova seriálu ve finále osmé série. Rajskubová a Sutherland se krátce objevili jako jejich postavy 24 v epizodě „24 minut“ animovaného seriálu Simpsonovi stanice Fox z roku 2007. V srpnu 2013 bylo oznámeno, že si zopakuje roli Chloe O’Brian v limitovaném seriálu 24: Live Another Day z roku 2014.
Rajskub byla jednou z původních členek obsazení seriálu Pan Show. Objevila se v seriálech Kelseyho Grammera The Sketch Show televize Fox, The King of Queens jako postava jménem Priscilla a v mnoha filmech včetně Tajemné kůže, Legally Blonde 2, Sweet Home Alabama, Kámo, kde mám káru? Man on the Moon, Punch-Drunk Love, The Anniversary Party, Firewall, Little Miss Sunshine, hudebních videoklipech pro Becka, Weezera a Sheryl Crow a také ztvárnila slepou ženu ve filmu Road Trip.
Rajskub byla součástí komického dua (s Karen Kilgariff) s názvem Girls Guitar Club. V roce 2006 se objevila v epizodní roli ve filmu „Partings“, finále 6. série seriálu Gilmorova děvčata, kde hrála trobairitz, která hledá svůj velký průlom. (Rajskubová se předtím objevila v Gilmorových děvčatech jako hlavní ženská postava v krátkém filmu A Film by Kirk, který natočila postava Kirka Gleasona). Jako herečka se přihlásila do programu Young Storytellers. Má malířské vzdělání, navštěvovala San Francisco Art Institute.
Rajskubová byla dvakrát nominována na cenu Screen Actors Guild Award; jednou v roce 2005 a podruhé v roce 2007 za mimořádný herecký výkon v dramatickém seriálu. Hostovala v epizodě Flight of the Conchords „Prime Minister“ v roli Karen, fanatičky Arta Garfunkela. Hostovala jako „Gail the Snail“ v epizodě It’s Always Sunny in Philadelphia s názvem „The Gang Gives Frank an Intervention“ a tuto roli si zopakovala ve finále deváté série „The Gang Squashes Their Beefs“ a ve třinácté sérii „The Gang Beats Boggs“: Dámský restart“. V roce 2009 se také objevila ve filmu Julie & Julia jako Sarah, jedna z blízkých přítelkyň Julie Powellové. V roce 2010 Rajskub vystoupila se stand-upem v New York Stand Up Show Johna Olivera. V červnu 2010 se objevila v epizodě „Lovesick“ během druhé série amerického seriálu Royal Pains.
Od července do října 2010 vystupovala ve své sólové show Mary Lynn Spreads Her Legs v divadle Steva Allena v Los Angeles. Recenzentka F. Kathleen Foleyová z Los Angeles Times napsala, že „tento vesele vulgární název vystihuje celkový tón, který je často bryskně obscénní“. Představení, které napsala Rajskubová s pomocí režiséra/vývojáře Amita Itelmana, bylo inspirováno Rajskubové zkušenostmi s těhotenstvím, porodem a raným mateřstvím.
V lednu 2011 Rajskubová hostovala v epizodě „Our Children, Ourselves“ ve druhé sérii seriálu Modern Family na stanici ABC. Na podzim roku 2011 se Rajskub objevila v krátce vysílaném sitcomu How to Be a Gentleman. V roce 2011 se také na kanálu My Damn Channel začal vysílat Rajskubové webový seriál Dicki. Dicki je založen na řadě lidí, v nichž Rajskubová vyrůstala, a na Michiganu a jeho okolí. Titulní postava je čtyřicetiletá žena, která žije doma s rodiči, věnuje se ručním pracím a své umění bere vážně. Dicki je zatím jedním z nejúspěšnějších webových seriálů My Damn Channel. První série skončila v listopadu 2011, ale v současné době se připravuje druhá série. Rajskubová účinkovala v červnu 2012 v pořadu Neříkej to mé matce! (Live Storytelling), měsíční show, v níž se celebrity dělí o skutečné příběhy, které by nikdy nechtěly, aby se jejich matky dozvěděly. V současné době moderuje podcast na síti Nerdist Network s názvem Kickin‘ it Mary Lynn Style.
V roce 2013 se Rajskub objevila ve čtvrté sérii seriálu Arrested Development v němé, ale dobře přijaté roli Heartfire, postavy, o které Rajskub řekla, že „mluví od srdce, ale nepoužívá žádná slova“. Ve stejném roce se Rajskub objevila také ve webovém seriálu All Growz Up s Melindou Hill.
Rajskub vystoupila 27. března 2015 v podcastu TV Guidance Counselor Kena Reida.
V srpnu 2016 se Rajskub objevila na Edinburgh Festival Fringe ve hře 24 Hours With Mary Lynn Rajskub, která byla fanoušky i kritikou dobře přijata.
V roce 2017 se Rajskub objevila v první sezóně seriálu Adult Swim Dream Corp LLC, kde hrála pacientku 46 v epizodě „Are You Down With OCD?“.
V roce 2018 se Rajskub objevila ve filmu Škola noci po boku Kevina Harta, Tiffany Haddish, Roba Rigglea, Tarana Killama, Megalyn Echikunwoke, Ala Madrigala, Anne Winters, Fat Joe a Keitha Davida.
V roce 2021 Rajskub vydala 49minutový komediální speciál s názvem Mary Lynn Rajskub: Je možné si jej vypůjčit nebo zakoupit prostřednictvím několika služeb videa na vyžádání.
.