Filmer:
* Hånden som vugger i vuggen (1992) - som Emily Mott
* Skjønnheten på innsiden (2012) - som ung kvinne
* Californication (2011) - som Daisy
* Den siste utvei (2015) - som Zoe
* Naboen i vinduet (2021) - som Megan
* Eiendommen (2022) - som Macey
* Det usett (2023) - som Lucy
Fjernsyn:
* Mitt såkalte liv (1994-1995) - som Grace
* Praksisen (1997-2004) - som Jenna
* Gilmore Girls (2000-2007) - som sigøyner
* barnepiken (1993-1999) - som Maggie Sheffield
* The Twilight Zone (2002) - som Sarah
* Helter (2006-2010) - som Claire Bennet
* Twin Peaks (2017) - som Shelly Johnson
* American Housewife (2016-2021) - som Katie Otto
* OA (2016-2019) - som Jesse
* Den gode legen (2017-i dag) - som Dr. Carly Lever
* Det siste skipet (2014-2018) - som Dr. Rachel Scott
* Lov og orden:Special Victims Unit (2000-nåtid) - som ulike roller
* CSI:Miami (2002-2012) - som ulike roller
* Hus (2004-2012) - som ulike roller
* Grey's Anatomy (2005-nåtid) - som ulike roller
Dette er ikke en uttømmende liste, men den representerer noen av hennes mest bemerkelsesverdige og populære verk. Madeline Zima har fortsatt å jobbe konsekvent innen film og TV, og har vist frem sitt allsidige skuespillertalent.