1984年，康妮·尼尔森出演了个人首部电影《How Did You Get In? We Didn't See You Leave》，由此进入演艺圈。1988年，出演了意大利电视剧《Colletti bianchi》。
1991年12月20日，出演的喜剧电影《1991年的圣诞假期》上映。1993年，与
鲁特格尔·哈尔、
埃里克·罗伯茨、
凯伦·阿兰共同出演了由
约翰·麦肯齐执导的惊悚电影《
旅行》。
2000年3月6日，与
加里·西尼斯、
蒂姆·罗宾斯、
唐·钱德尔联合出演的科幻惊悚电影《
火星任务》上映；5月5日，与
罗素·克劳、
杰昆·菲尼克斯、
理查德·哈里斯共同主演的动作电影《
角斗士》上映，康妮·尼尔森在片中饰演古罗马皇帝马可·奥勒留的女儿“露西亚”。
2002年1月13日，与
罗宾·威廉姆斯、
迈克尔·瓦尔坦等联袂出演的惊悚电影《
一小时快相》上映，康妮·尼尔森饰演美丽优雅的约克太太“尼娜”；11月6日，与查尔斯·贝尔林领衔主演的惊悚悬疑电影《
魔鬼情人》上映，康妮·尼尔森饰演被卷入复杂纠葛中的“黛安娜”。
2003年，与
汤米·李·琼斯、
本尼西奥·德尔·托罗合作主演了由
威廉·弗莱德金执导的动作惊悚片《
捕猎游戏》，康妮·尼尔森扮演联邦调查局女探员“艾比·杜雷尔”。
2004年8月27日，康妮·尼尔森与
乌尔里奇·汤姆森、
尼古拉·雷·卡斯共同主演了剧情片《
血海兄弟》，她在片中饰演美丽的人妻“莎拉”，并凭借该角色获得了第52届圣塞巴斯蒂安国际电影节最佳女演员奖；9月17日，与
凯利·普雷斯顿、
艾丹·奎因联袂出演的惊悚电影《
退给发信人》上映。
2005年8月12日，与
本杰明·布拉特、
詹姆斯·弗兰科、
约瑟夫·费因斯等联合出演的战争片《
大偷袭》上映；11月23日，与
约翰·库萨克、
比利·鲍伯·松顿一同主演的犯罪惊悚片《
绝命圣诞夜》上映，康妮·尼尔森饰演脱衣舞夜总会风情万种的老板娘“蕾娜塔”。
2017年6月2日，与
盖尔·加朵、
克里斯·派恩、
罗宾·怀特联合主演的漫改电影《
神奇女侠》上映，康妮·尼尔森饰演神奇女侠的母亲
希波吕忒；11月17日，出演的漫改电影《
正义联盟》上映；11月21日，确定加盟惊悚悬疑剧《
终有一天她会黯淡》，康妮·尼尔森饰演保守着很多秘密的上流社会的美丽女子“Corinna Hodel”。
在《魔鬼代言人》中有过激情演出的康妮·尼尔森气质高雅，在好莱坞混迹多年的她在《火星任务》、《角斗士》、《基地疑云》等影片中演技出色。在《角斗士》中，康妮·尼尔森扮演了露西亚一角，令人印象深刻。在《绝命圣诞夜》中，康妮·尼尔森的加盟极大地增加了影片的看点，她在片中扮演有些阴险而又风情万种的老板娘蕾娜塔，虽然她的戏分不多，但是却相当重要，而且她的每次出场都给人以惊艳的感觉。在《女性瘾者：第一部》中，她也有出色的表现。（新浪娱乐、1905电影网、时光网评）