Fjernsyn:
* Doctor Who (2010–2012): Atwell spilte rollen som "Doctor's Wife" , en karakter med en fascinerende tilknytning til legen. Hun var en fanfavoritt og opptredenen hennes fikk mye ros.
* The Crown (2016–2017): I de to første sesongene av denne prisbelønte Netflix-serien spilte Atwell rollen som Princess Margaret , dronningens yngre søster. Hun fanget den komplekse personligheten og den opprørske ånden til prinsessen.
* The Pursuit of Love (2021): Atwell spilte hovedrollen som "Fanny Logan" i denne BBC-tilpasningen av Nancy Mitfords klassiske roman.
* Slangen (2021): Hun spilte «Susannah , en sentral figur i denne miniserien om den virkelige saken om Charles Sobhraj.
Film:
* Captain America:The First Avenger (2011): Atwell spilte "Peggy Carter" , Steve Rogers kjærlighetsinteresse og en nøkkelfigur i de tidlige dagene av S.H.I.E.L.D. organisasjon. Dette var en utbryterrolle for henne, og hun reproduserte karakteren i forskjellige Marvel-prosjekter.
* Cloud Atlas (2012): Atwell hadde en birolle i denne ambisiøse science fiction-filmen, og spilte "Nurse Noakes" i en av de sammenvevde fortellingene.
* David Copperfields personlige historie (2019): Hun dukket opp i denne tilpasningen av Charles Dickens-romanen, og spilte "Betsey Trotwood" .
* Kongens mann (2021): Atwell hadde en birolle i denne historiske actionfilmen.
Denne listen fremhever noen av hennes mest kjente prosjekter. Hun har vært involvert i en rekke andre verk, inkludert teaterproduksjoner og mindre filmer.
Det er verdt å merke seg at Atwells filmografi fortsatt vokser, og hun fortsetter å ta på seg interessante og mangfoldige roller.