Tilton miała wczesne role w takich serialach telewizyjnych jak Happy Days i Eight Is Enough. Po raz pierwszy wystąpiła w filmie u boku Jodie Foster we Freaky Friday (1976). W 1978 roku, Tilton pojawiła się w filmie Johna Miliusa Big Wednesday. W następnym roku przebojem wdarła się do serialu telewizyjnego „Dallas” w roli Lucy Ewing, przebiegłej, zawadiackiej, często sfrustrowanej wnuczki Johna „Jocka” Ewinga Sr. i byłej Eleanor „Ellie” Southworth, u boku aktorów Jima Davisa, Barbary Bel Geddes i Larry’ego Hagmana, w latach 1978-1985 i 1988-1990. Pojawiła się również w jednym odcinku spin-offu serialu – Knots Landing w 1980 roku. U szczytu sławy w Dallas, otrzymała $50,000 wynagrodzenia za odcinek, pojawiła się na 500 okładkach magazynów i przyciągnęła 65 milionów widzów na swój ślub telewizyjny w 1981 roku.
Tilton jest również piosenkarką, użyczając swoich zdolności wokalnych do odcinka Dallas z 1978 roku zatytułowanego „Runaway”, w którym gościnnie wystąpił Greg Evigan. W 1984 roku wydała dance-popowy singiel „C’est La Vie”, który stał się hitem w kilku krajach europejskich, ale nie w Stanach Zjednoczonych. Pojawiła się w Cyrku Gwiazd w 1979 i 1991 roku, przy jednej okazji występując jako dziewczyna rzucająca nożem, ubrana w złote bikini. Tilton pojawiła się również w teleturniejach, takich jak Family Feud, Battle of the Network Stars, Hollywood Squares, Pyramid, 1 vs. 100 i Catch 21, w tym była panelistką w 1979-1982 syndykowanej wersji Match Game. Była także gospodarzem niesprzedanego pilota do potencjalnego odrodzenia programu w syndykacji jako MG2 w 1996 roku.
Tilton był gościnnym gospodarzem na odcinku Saturday Night Live 21 lutego 1981 roku, który zawierał parodię słynnego „Kto zastrzelił J.R.?” odcinek Dallas. W odcinku, członek obsady Charles Rocket został postrzelony w klatkę piersiową przez snajpera podczas wykonywania skeczu o seksownej pary (z Gail Matthius jako jego partner) kąpieli psa i spouting innuendo. Na koniec programu, podczas „pożegnań”, Tilton zapytał Rocketa, jak się czuje z tym, że został postrzelony. W charakterze, Rocket improwizował, „O, człowieku, to pierwszy raz w życiu zostałem postrzelony w moim życiu. Chciałbym wiedzieć, kto to, kurwa, zrobił”. Improwizacja przez Rocket, która naruszyła standardy transmisji FCC, doprowadziła do jego zwolnienia z obsady show.
Tilton pojawił się w wielu reklamach dla linii Abdominizer bezpośredniego rynku sprzętu treningowego w latach 90. Pojawiła się jako ona sama w odcinku Married… z dziećmi zatytułowanym „Tis Time to Smell the Roses”, który wysłał do jej zaangażowania z Abdominizer. Ponadto, wystąpiła w kilku komediach z gatunku send-up, takich jak The Silence of the Hams (1994), Superhero Movie (2008) i Paranormal Calamity (2010). W 2005 roku pojawiła się w brytyjskim telewizyjnym reality show The Farm.
W 2001 roku Tilton została uhonorowana przez Young Artist Foundation swoją nagrodą Former Child Star „Lifetime Achievement” Award za rolę Lucy Ewing w oryginalnej serii telewizyjnej Dallas. W styczniu 2012 roku, Tilton brała udział w brytyjskim programie łyżwiarskim „Taniec na lodzie” w jego siódmym sezonie, w którym była połączona z amerykańskim łyżwiarzem figurowym Matthew Gonzalezem. Tilton została przegłosowana z konkursu, choć w piątym tygodniu 12-tygodniowego biegu.
W 2012 roku, Tilton dołączyła do obsady TNT’s Dallas revival series, i powtórzyła swoją rolę jako Lucy Ewing w kilku episodes.
.