Lynch a petrecut cincisprezece ani în
Chicago, jucând la Steppenwolf Theatre Company și făcând turnee cu trupa de comedie The Second City. A jucat rolul lui Carol Brady în serialul
The Real Live Brady Bunch. De asemenea, a scris și a jucat în piesa premiată
Oh Sister, My Sister.
Rolul ei de debutant în film a fost Christy Cummings, lesbiana lesbiană care se ocupă de câinii personali ai soției-trofeu Sheri Ann Cabot (Jennifer Coolidge) în filmul documentar derizoriu al regizorului Christopher Guest, Best in Show (2000). De asemenea, a apărut în filmul lui Guest A Mighty Wind (2003), în rolul actriței porno devenită cântăreață folk Laurie Bohner, și în For Your Consideration (2006), în rolul unui reporter de divertisment.
Lynch este, de asemenea, actriță de televiziune. A jucat alături de John Hannah și William Fichtner în serialul MDs din 2002 și a avut apariții ca invitată în numeroase seriale de televiziune, printre care L.A. Law, Judging Amy, The West Wing, 7th Heaven, Friends, Dawson's Creek, Felicity, Arrested Development, Lovespring International, Two and a Half Men, Weeds, Boston Legal, The L Word, Criminal Minds, Help Me Help You, Gilmore Girls, The New Adventures of Old Christine, Psych, Monk și Party Down, printre altele.
În 2005, Lynch a fost numită una dintre cele "10 femei gay uimitoare din showbiz" de către POWER UP.
Publicul și criticii au remarcat-o pe Lynch pentru rolul ei ciudat din filmul "The 40-Year-Old Virgin" al lui Judd Apatow. Ea a declarat pentru Terry Gross de la Fresh Airs' că rolul a fost inițial destinat unui bărbat, dar, la îndemnul soției lui Steve Carell, Nancy Walls, a fost oferit în schimb lui Lynch. De atunci, ea a jucat într-o serie de filme, printre care Role Models, Talladega Nights: The Ballad of Ricky Bobby, Alvin & the Chipmunks, Walk Hard: The Dewey Cox Story, Space Chimps, The Rocker, The Hammer, Another Cinderella Story, Ice Age: Zorii dinozaurilor, și Spring Breakdown.
În Julie și Julia, a jucat rolul lui Dorothy McWilliams, sora Juliei Child. Entertainment Weekly a dedicat un articol pe site-ul lor de internet posibilității ca interpretarea ei să primească o nominalizare la Oscar.
Începând din 2009, Lynch a apărut în serialul Glee de pe Fox. Ea a primit recenzii elogioase pentru rolul ei de antrenoare agresivă de majorete Sue Sylvester. Mary McNamara de la LA Times a scris: "Numai Lynch face ca Glee să merite să fie urmărit". Înainte de a lucra în Glee, a fost membră a serialului Party Down, comedie difuzată de Starz. Deși serialul a fost reînnoit pentru un al doilea sezon, Lynch nu se va mai întoarce din cauza muncii sale în Glee. La 15 decembrie 2009, Lynch a primit o nominalizare la Globul de Aur pentru cea mai bună actriță în rol secundar într-un serial, miniserie sau film de televiziune pentru rolul ei din Glee. Ea a pierdut în fața lui Chloë Sevigny. Serialul în sine a primit, de asemenea, nominalizări la alte trei categorii. La 29 august 2010, Lynch a câștigat premiul Primetime Emmy pentru cea mai bună actriță în rol secundar - serial de comedie.
Lynch a fost gazda emisiunii Saturday Night Live pe 9 octombrie 2010; vestea că va fi gazda emisiunii i-a fost dezvăluită din greșeală de șeful ei din Glee, Ryan Murphy, printr-un mesaj text. Lynch a jucat, de asemenea, în serialul iCarly de pe Nickelodeon în rolul lui Pam Puckett, mama lui Sam Puckett, în episodul iSam's Mom.
Lynch a apărut la gala MTV Video Music Awards 2010, pe 12 septembrie 2010.
În ianuarie 2011, Lynch a primit Globul de Aur în categoria Cea mai bună actriță în rol secundar într-un serial, miniserie sau film de televiziune. De asemenea, ea a început să apară în reclamele XFinity ale companiei Comcast care sunt difuzate atât pe internet, cât și la televizor în Statele Unite, în principal cu două laptopuri diferite și două pisici persane de culori diferite.
