Hizo su debut en la pantalla a los seis años de edad y desde entonces ha trabajado regularmente y se ha formado en el oficio. Ha trabajado con algunos de los grandes de Hollywood y ha hecho una gran cantidad de papeles codiciados en numerosas películas, proyectos de televisión y teatro por los que ha recibido el aplauso de la crítica.

Moss recientemente fue honrada con una nominación al Emmy® 2009 a mejor actriz de serie dramática por su trabajo en el papel de Peggy Olson en la serie de la cadena AMC, Mad Men. La serie premiada en dos ocasiones por el Emmy® y el Globo de Oro® está ambientada en los años 60 en el mundo de la publicidad de la Avenida Madison. Además de su nominación al Emmy®, Moss fue nominada al premio del Gremio de Actores de 2009 a mejor actriz dramática de televisión. A principios de este año, Moss y sus compañeros de reparto ganaron el premio del Gremio de Actores a mejor reparto coral en una serie dramática.

Para la gran pantalla, Moss acaba de finalizar un papel protagonista junto a Jonia Hill y Russell Branda en Get Him to the Greek para el guionista-director Nick Stoller y el productor Judd Apatow.

En el cine, Moss fue nominada en el año 2004 al premio Independent Spirit® a mejor actriz por su papel protagonista en la película independiente Virgin. Hizo su debut como cantante en la comedia del guionista/director Marc Erlbaum, Buddy Gilbert Comes Alive. Recientemente acaba también de finalizar el rodaje de tres películas: Day Zero con Elijah Wood y Chris Klein; New Orleans, Mon Amour para el director Michael Almereyda; y El Camino con Leo Fitzpatrick.