Kombinací krásy a talentu se svými rolemi v prestižních filmech vydobyla pevné místo jedné z nejvyhledávanějších hereček Hollywoodu. Moynahan na sebe poprvé upozornila diváky ve filmu Divoké kočky společnosti Disney v produkci Jerryho Bruckheimera. Kromě toho se objevila v nezávislém filmu In the Weeds a ve snímku Lásce na stopě společnosti Miramax s Johnem Cusackem, ve filmu Neznámý s Gregem Kinnearem a Jimem Caviezelem, ve filmu Kořist, společně s Timem Robbinsem ve snímku Noise a také ve filmu Ta záležitost s Gray s Heather Graham a Sissy Spacek. Na televizních obrazovkách si zahrála Carrieinu rivalku Natashu v obrovsky úspěšném televizním seriálu stanice HBO Sex ve městě. Kromě toho byla k vidění v poutavém dramatickém seriálu J. J. Abramse Six Degrees. Monayhan účinkuje v novém seriálu stanice CBS s názvem Blue Bloods.