Ivanovic bắt đầu làm quen với cây vợt lúc 5 tuổi khi xem tay vợt đồng hương Monica Seles thi đấu trên truyền hình.[2] Cô bắt đầu sự nghiệp của mình sau khi biết được số điện thoại của một cơ sở đào tạo quần vợt từ một quảng cáo. Trong các vụ đánh bom của NATO vào Nam Tư, cô tập luyện trong buổi sáng để tránh các cuộc không kích. Cô được đào tạo trong một bể bơi bị bỏ rơi trong mùa đông vì các sân quần vợt không có sẵn.

2003 - 2005

Ivanovic bắt đầu thi đấu chuyên nghiệp từ tháng 8 năm 2003. Năm 2004, cô lọt vào chung kết giải đấu Junior Wimbledon và để thua Kateryna Bondarenko.[7] Cô lần đầu giành được danh hiệu vô địch vào đầu năm 2005 tại giải Canberra International, sau khi đánh bại Melinda Czink trong trận chung kết. Thứ hạng của cô tiếp tục tăng sau khi giành chiến thắng trước Svetlana Kuznetsova, Nadia Petrova ở Miami, và Vera Zvonareva ở Warsaw, tất cả họ đều là các tay vợt trong top 10. Tại giải Úc mở rộng 2005, cô lọt được vào vòng 3 và để thua Amélie Mauresmo. Sau đó tại giải Pháp mở rộng cô vào đến vòng tứ kết.[8] Ivanovic kết thúc năm 2005 với hạng thứ 16.

2006 - 2008

Ivanovic khởi đầu năm 2006 tại giải đấu Hopman Cup ở Perth, Australia với tay vợt đồng hương Novak Djokovic, họ vào đến trận chung kết nhưng đã để thua sau đó.[9] Bước đột phá trong năm 2006 của cô là việc đánh bại cựu số 1 thế giới Martina Hingis trong trận chung kết Rogers Cup ở Montreal trước khi đánh bại các tay vợt Jelena Jankovic, Katarina Srebotnik và Dinara Safina. Tại giải Mỹ mở rộng, cô đã để thua Serena Williams tại vòng 3.

Năm 2007, Ivanovic lần đầu lọt vào chung kết một Grand Slam sau khi đánh bại Kuznetsova và Sharapova tại tứ kết và bán kết, tuy nhiên cô đã thất bại trước Justine Henin trong trận chung kết. Trong năm này, cô giành được 3 danh hiệu vô địch WTA và leo lên vị trí thứ 4 vào cuối năm.

Năm 2008, Cô đã đánh bại Dinara Safina để giành chiến thắng tại trận chung kết Giải quần vợt Pháp Mở rộng và là á quân tại Giải quần vợt Úc Mở rộng.[10] Với chiến thắng này cô đã vươn lên vị trí số 1 thế giới. Tuy nhiên tại giải Wimbledon tiếp đó cô đã sớm thất bại từ vòng 3 khi đang là hạt giống số 1. Sau đó chấn thương ngón tay kéo dài khiến cô buộc phải rút lui tại thế vận hội mùa hè Bắc Kinh.[11]

Sau khi vô địch tại giải Pháp mở rộng năm 2008 và trở thành tay vợt nữ số 1 thế giới, Ivanovic đã có một quãng thời gian dài liên tục sa sút.[12]

2009 - 2013

Năm 2009, lần đầu tiên Ivanovic bị tụt khỏi top 20 kể từ tháng 7 năm 2005. Cô kết thúc năm với số trận thắng - thua là 24 - 14, tồi tệ nhất kể từ lúc thi đấu chuyên nghiệp. Trong năm 2010, đã có lúc cô bị tụt xuống hạng 64 trong bảng xếp hạng (tháng 7 năm 2010) sau khi để bị thua ngay từ vòng đầu tiên của giải Wimbledon.[13][14]

2014 - nay

Năm 2014 là một năm hồi sinh sự nghiệp của Ivanovic, bắt đầu với chiến thắng tại giải Auckland mở rộng, danh hiệu đánh đơn đầu tiên của cô trong hơn 2 năm, sau đó là các chiến thắng tại các giải Monterrey mở rộng, Aegon Classic và Pan Pacific mở rộng. Ivanovic kết thúc năm 2014 với xếp hạng thứ 5.[15]