Năm 1907, cơ hội đổi đời đến với Gladys Smith khi cô được nhận một vai diễn phụ ở sân khấu Broadway. Năm 1907 cô tham gia vở kịch The Warrens of Virginia của William C. deMille, một trong những bạn diễn của cô trong vở kịch này là một diễn viên sân khấu vô danh có tên Cecil B. DeMille, người sau này trở thành một trong những nhân vật trụ cột của Hollywood. Theo gợi ý của nhà sản xuất vở kịch là David Belasco, Gladys Smith đổi sang nghệ danh mới Mary Pickford.[1] Sau vở kịch này, Pickford lại tiếp tục rơi vào cảnh thất nghiệp.

Ngày 19 tháng 4 năm 1909, đạo diễn D. W. Griffith trong lúc chọn diễn viên cho bộ phim Pippa Passes đã chú ý đến Pickford. Mặc dù không chọn cô cho vai diễn nhưng Griffith quyết định tuyển cô vào hãng phim của ông với mức lương cao hơn hẳn các diễn viên khác.[2] Tới năm 1910 thì hãng Biograph của Pickford chuyển sang bờ biển phía Tây của Hoa Kỳ và cô bắt đầu được công chúng biết tới nhờ vẻ đẹp ấn tượng và mái tóc với nhiều lọn vàng.[3] Tới tháng 12 năm 1910 thì Pickford rời hãng Biograph để đóng phim cho nhiều hãng phim khác nhau trước khi quay trở lại tham gia những bộ phim câm của đạo diễn Griffith, chính Pickford vào năm 1912 là người đã giới thiệu cho đạo diễn Griffith hai chị em sau này là những ngôi sao lớn của Hollywood kỉ nguyên phim câm, Dorothy và Lillian Gish.[4]

Cuối năm 1912, Mary Pickford quay về sân khấu Broadway một thời gian trước khi trở lại với Hollywood vào năm 1913. Cô trở thành ngôi sao thuộc biên chế của hãng Paramount. Cô bắt đầu được coi là một trong những ngôi sao nổi tiếng và quyền lực nhất của Hollywood, năm 1916 cô ký hợp đồng với mức lương kỷ lục 10.000 đô la Mỹ một tuần.[5][6]

Năm 1919, Mary Pickford cùng ba nhân vật nổi tiếng khác của Hollywood là D.W. Griffith, Charlie Chaplin và Douglas Fairbanks tách khỏi các hãng phim lớn để đồng thành lập hãng phim mới United Artists. Tại hãng phim mới, Pickford vừa là người sản xuất vừa là diễn viên chính cho các dự án phim mà bà lựa chọn. Nhiều bộ phim do Pickford sản xuất và thủ vai chính đã gặt hái thành công về mặt thương mại như Pollyanna[7] hay Little Lord Fauntleroy.

Giai đoạn đỉnh cao sự nghiệp của Mary Pickford đến hồi chấm dứt với sự ra đời của phim nói. Tuy được trao Giải Oscar vai nữ chính cho vai diễn trong Coquette (1929), bộ phim nói đầu tiên của Pickford, nhưng sau đó bà không bao giờ còn có được danh tiếng như thời kì phim câm. Tới năm 1933 thì Mary Pickford quyết định chấm dứt sự nghiệp diễn xuất, bà tiếp tục tham gia sản xuất một số phim như Sleep, My Love. Năm 1976 bà được trao Giải Oscar danh dự của Viện Hàn lâm Khoa học và Nghệ thuật Điện ảnh, tổ chức mà 50 năm trước đó Pickford chính là một trong những thành viên sáng lập.

Mary Pickford qua đời ngày 29 tháng 5 năm 1979 tại Santa Monica, California, Hoa Kỳ. Bà được chôn cất bên cạnh người thân trong nghĩa trang Forest Lawn Memorial Park (Glendale).[8]