19歳のとき、母親と共演したドラマ『The Locusts』（1997）に端役で出演。 その後、アダム・リフキン監督のインディペンデント映画『Denial』（1998年）に出演。2001年のスラッシャー映画『Valentine』では、ドロシー・ウィーラーを演じた。 その後、『マイノリティ・リポート』（2002年）で脇役、エドワード・バーンズ監督の『グルームズメン』（2006年）で主役を演じる。
2009年、医療ドラマ『グレイズ・アナトミー』のレギュラーに。 2008年12月、カプショーが「グレイズ・アナトミー」の小児外科医アリゾナ・ロビンス役で、数話にわたって出演することが初めて報道されました。 当初は第 5 シーズンの 3 つのエピソードに登場する予定でしたが、シリーズ制作者のションダ・ライムズが後に契約を延長し、シーズンの残りの全エピソードに登場し、第 6 シーズンでシリーズレギュラーとなりました。 シリーズ制作者のションダ・ライムズは、ロビンスとトーレスの相性に満足しており、最も誇りに思うシーズンの要素として、キャプチャーがキャストに加わったことを挙げている。 新たに加わったキャストについて、ライムズは次のように語っています。 「私はジェシカ・キャプショーが大好きで、好きといえば好きなんです。 彼女はこれ以上ないほど素晴らしい人だし、アリゾナとカリーの相性は、私にとってメレディス（エレン・ポンピオ）とデレク（パトリック・デンプシー）の相性のように感じるの。 見ていて愉快な二人だと思います。” このキャラクターに対するメディアの最初の反応はポジティブなものでした。 TV Guide』のマット・ミトビッチは彼女を「ファンのお気に入り」と表現し、『IGN』のクリス・モンフェットは、シーズン中にロビンスなど「新鮮な新キャラクター」が加わったことを評価した。 2018年3月、カプショーは「グレイズ・アナトミー」を退場し、プロデューサーはクリエイティブな理由を挙げている。 カプショーはTwitterに声明を投稿し、自身のキャラクターの意義を強調した。 “彼女は、ネットワークテレビのシリーズレギュラー役で表現された最初のLGBTQコミュニティのメンバーの一人です。 彼女が世界に与えた影響は永続的かつ永遠です」
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