Hayden bắt đầu làm người mẫu khi mới bốn tháng tuổi, và lần đầu tiên xuất hiện trong một phim quảng cáo cho Playskool khi lên 11 tuổi[4]. Vai diễn đầu tiên của cô là Sarah Victoria trong phim One Life to Live (1994-1997). Sau đó, cô vào vai Lizzie Spaulding trong phim Guiding Light (1996-2000). Hayden còn tham gia một số phim như Ally McBeal (2001-2002), Joe Somebody (2001), Law & Order: SVU (2001), The Affair of the Necklace (2001), Normal (2002), Malcolm in the Middle (2003-2005), Raising Helen (2004), The Architect (2006),...

Năm 2006,Hayden thành công với vai diễn Claire Bennet, đội trưởng đội cổ vũ của trường trung học với khả năng tái tạo nhanh các vết thương nên gần như là bất tử. Trong loạt phim truyền hình nhiều tập nổi tiếng Heroes. Nhờ vai diễn này, Hayden thường xuyên góp mặt trong những hội nghị về tiểu thuyết khoa học viễn tưởng, được mời tham dự hội nghị trên khắp thế giới trong năm 2007, bao gồm cả GenCon, New York Comic-Con, và các fan hâm mộ của hội chợ triển lãm Canada. Hayden đã phàn nàn rằng những hành động của cô ấy đôi khi bị giới hạn bởi "mọi người nhìn tôi giống như loại "cheerleader (cổ động viên) nổi tiếng" hoặc chỉ là "cô gái tóc vàng hoe"[5].

Hayden đã xuất hiện trên hơn một chục phim, một số là phim truyền hình nhiều tập và lồng tiếng cho nhân vật như A Bug's Life[6], Dinosaur (phim),...

Hayden được đề cử giải Grammy với việc lồng tiếng cho nhân vật Dot trong phim A Bug's Life. Cô đã thể hiện ca khúc My Hero Is You với một video trên Disney Channel trong bộ phim Tiger Cruise. Hayden cũng đã thể hiện ca khúc I Fly cho Disney trong bộ phim do cô đóng vai chính Ice Princess.

Hayden đã thu âm bài hát cho Girlnext và biên soạn một bài hát cho Girlnext 2. Cô cũng đã có một bài hát cho DisneyMania 5, và một ca khúc ballad mang tên I Still Believe cho bộ phim hoạt hình Cinderella III: A Twist in Time.

Đĩa đơn đầu tiên của Hayden, "Wake up call", được phát hành vào tháng 8. Cô cũng cho ra mắt Candie's, một chiến dịch quảng cáo cho đĩa đơn vào cuối tháng bảy. Candie's cũng sẽ cung cấp và đẩy mạnh cho đĩa đơn với một chương trình quảng cáo trên truyền hình và video ca nhạc.

Cuối năm 2006, Neutrogena chọn Hayden làm người đại diện cho các chiến dịch quảng cáo mới trên toàn thế giới của họ. Tiếp bước theo sau các diễn viên nổi tiếng như Kristin Kreuk, Josie Bissett, Jennifer Love Hewitt, Mandy Moore, Mischa Barton, Gabrielle Union và Jennifer Freeman.

Trong tháng 9 năm 2007, Hayden xuất hiện trong Heroes-Got Milk, hình ảnh quảng cáo của Annie Leibovitz.

Trong tháng 2 năm 2008, Kohl's thông báo rằng Hayden sẽ là người phát ngôn tiếp theo của họ sau Hilary Duff và Kelly Clarkson.