Braga debutovala v portugalském krátkém filmu Trampolim (1998) a poté se vrátila ke své školní docházce. Její průlom přišel, když byl obsazen jako Angelika v úspěšném krimi film Město bohů (2002), za který získala jako Nejlepší Herečka ve vedlejší roli nominace z Cinema Brazil Grand Prize. Poté navštěvovala univerzitu a objevila se ve dvojici uznávaných jihoamerických filmů: Lower City (2005) a Only God Knows (2006). Objevila se také v populárním brazilském televizním programu Carandiru, Outras Historias (2005).
Braga udělal její anglické jazykové debut s hlavní roli po boku Brendana Frasera, Mos Def, a Catalina Sandino Moreno v krimi Cesta na Konec Noci (2006), který měl premiéru na 5. Roční Tribeca Film Festival. Další uznání získala, když byla poté obsazena proti Willu Smithovi v akčním thrilleru I Am Legend (2007). Následně se měl role v David Mamet-režie bojových umění filmu Redbelt (2008), vedle Chiwetel Ejiofor, post-apokalyptický thriller Slepota (2008), po boku Julianne Moore a Mark Ruffalo, a kriminální drama Crossing Over (2009), vedle Harrison Ford, Ray Liotta a Ashley Judd.
Braga ztvárnil Beth ve sci-fi filmu Repo Men (2010). Ona hrála jako Isabelle v Nimród Antal je sci-fi akční film Predátoři (2010), který byl natočen a produkován Troublemaker Studios a Robert Rodriguez. Braga se objevila jako Frey Santiago ve sci-fi akčním filmu Neilla Blomkampa Elysium (2013), kde spolu hráli Matt Damon a Jodie Foster. V roce 2014, ona hrála jako Vania v Brazilské džungli filmu Nadšení, jako Olivia v Argentinské romantické drama zeměpisných Šířkách, a jako Alice Taylor v Kriv Stenders akční-thriller Zabij Mě Třikrát.
v roce 2016 Braga hrála jako Marisol Kingston v západním dramatu The Duel, po boku Liama Hemswortha a Woodyho Harrelsona. V roce 2017 hrála Sophii v křesťanském dramatu The Shack, po boku Octavie Spencerové a sama Worthingtona, založeného na stejnojmenném románu.
Od roku 2016, Braga hrál v krimi seriálu Queen of the South, vyrobené pro USA Network, adaptace Arturo Perez-Reverte je best-selling román La Reina del Sur. Seriál označil Bragovu první hlavní americkou televizní roli. Předtím měla malé vedlejší role v neanglickém televizním seriálu.
Braga hrála jako Cecilia Reyes v superhrdinském hororu The New Mutants, který vyšel v roce 2020. Hrála jako Maggie Teixeira v dramatické minisérii HBO We Are Who we Are, kterou napsal a režíroval filmař Luca Guadagnino. Braga se také objeví v superhrdinském akčním filmu The Suicide Squad, který má být uveden na trh v roce 2021.