Mann begyndte sin karriere som 18-årig og medvirkede i en række tv-reklamer. I 1996 medvirkede hun i The Cable Guy, efterfulgt af roller i Freaks & Geeks, Sam Weismans George of The Jungle sammen med Brendan Fraser, Big Daddy med Adam Sandler, Orange County over for Jack Black og The 40-Year-Old Virgin med Steve Carell.
I 2007 medvirkede Mann sammen med Seth Rogen og Paul Rudd i Judd Apatows komedie Knocked Up, som indtjente mere end 218 millioner dollars på verdensplan. Hendes præstation gav hende rosende anmeldelser og en nominering som “Bedste kvindelige birolle” fra Chicago Film Critics Association. Filmen vandt People’s Choice Award for “Favorite Movie Comedy”, blev udnævnt til en af AFI’s “Top Ten Films of the Year” og modtog en “Best Comedy”-nominering fra Broadcast Film Critics Association Award.
I 2009 blev Mann genforenet med sin Big Daddy-medspiller Adam Sandler og Knocked Up-medspiller Seth Rogen i Apatows Funny People. Denne film blev nævnt på mange af årets top ti-lister, herunder The New Yorker og The New York Times. Elle-skribenten Mickey Rapkin sagde, at ” ejer anden halvdel af Funny People fra 2009, hvor hendes karakter gør det mest usandsynlige, som en kvinde kan gøre i en stor studiefilm: har en affære med en ekskæreste på et indfald.” Samme år spillede Mann også hovedrollen i Burr Steers’ succesfulde komedie 17 Again over for Zac Efron og Matthew Perry, som indtjente over 125 millioner dollars på verdensplan.
Hun var også at se i indiehittet I Love You Phillip Morris sammen med Jim Carrey og Ewan McGregor. Filmen havde premiere på Sundance Film Festival i 2009 og modtog ved udgivelsen kritikerroser, herunder en nominering for “Bedste komedie” til en Broadcast Film Critics Association Award i 2011. Mann spillede også sammen med Elizabeth Banks i filmen What Was I Was I Thinking? baseret på bogen af Barbara Davilman og Liz Dubelman, som blev filmatiseret i 2009, men aldrig udgivet.
I 2011 spillede Mann hovedrollen over for Ryan Reynolds og Jason Bateman i David Dobkins komedie The Change-Up. Hun lånte også sin stemme til “Linda”, den menneskelige hovedperson i Carlos Saldanhas animationsfilm Rio, som indtjente over 484 millioner dollars på verdensplan og også havde vokalpræstationer af Jamie Foxx og Anne Hathaway; samt til Jonah Hills animerede FOX-tv-serie Allen Gregory, som titelpersonens lærer i anden klasse.
Mann fortsatte sit arbejde som stemmeskuespiller i 2012 med sin rolle i ParaNorman, en animeret 3D-stopmotionfilm af Chris Butler og Sam Fell.
I december 2012 optrådte hun over for Paul Rudd i Apatows This Is 40, efterfølgeren til Knocked Up. Filmen genforenede trioen fra den første film, hvor Mann og Rudd genoptog deres karakterer. Efterfølgeren blev skrevet og instrueret af Judd Apatow og inkluderede parrets to døtre i castet. I modsætning til Knocked Up var This Is 40 helt centreret om Manns karakter og hendes familie. I en tidlig reaktion på Manns præstation fra Elle Magazine hedder det, at ” doesn’t just walk off with scenes-she steals the show”. Mann blev nomineret for bedste skuespillerinde i en komedie af Broadcast Film Critics Association for This Is 40.
I 2013 medvirkede Mann i Sofia Coppolas The Bling Ring med Emma Watson. Filmen er inspireret af virkelige begivenheder og følger en gruppe berømthedsbesatte teenagere i L.A., der begik indbrud i berømthedernes hjem ved at spore deres færden på internettet.
I 2014 var hun fortælleren for “Women in Comedy”, et afsnit af sæson 2 af Makers: Women Who Make America.
I 2018 spillede Mann hovedrollen som en enlig mor i sexkomedien Blockers og blev genforenet med Steve Carell i Welcome to Marwen.