Braga teki näyttelijändebyyttinsä portugalinkielisessä lyhytelokuvassa Trampolim (1998) ja palasi sitten koulunkäyntiin. Hänen läpimurtonsa tuli, kun hän oli valettu kuin Angélica kriitikoiden ylistämä rikoselokuva City of God (2002), josta hän sai parhaan naissivuosan ehdokkuuden Cinema Brazil Grand Prize. Myöhemmin hän kävi yliopistoa esiintyessään parissa arvostetussa eteläamerikkalaisessa elokuvassa: Lower City (2005) ja Only God Knows (2006). Hän esiintyi myös suositussa brasilialaisessa televisio-ohjelmassa Carandiru, Outras Historias (2005).
Braga teki englanninkielisen debyyttinsä pääosassa rooli rinnalla Brendan Fraser, Mos Def, ja Catalina Sandino Moreno rikos trilleri Journey to the End of Night (2006), joka sai ensi-iltansa 5th Annual Tribeca Film Festival. Hän sai lisää tunnustusta, kun sitten valettu vastapäätä Will Smith blockbuster toimintatrilleri I Am Legend (2007). Myöhemmin hän oli rooleja David Mamet ohjattu taistelulajeissa elokuva Redbelt (2008), rinnalla Chiwetel Ejiofor, post-apokalyptinen trilleri Blindness (2008), rinnalla Julianne Moore ja Mark Ruffalo, ja rikosdraama Crossing Over (2009), rinnalla Harrison Ford, Ray Liotta, ja Ashley Judd.
Braga esitti Bethiä tieteiselokuvassa Repomiehet (2010). Hän näytteli Isabellea Nimród Antalin tieteiselokuvassa Predators (2010), jonka ovat kuvanneet ja tuottaneet Troublemaker Studios ja Robert Rodriguez. Braga esiintyi Frey Santiagona Neill Blomkampin tieteiselokuvassa Elysium (2013), jossa hänen vastanäyttelijöinään olivat Matt Damon ja Jodie Foster. Tässä 2014, hän näytteli Vania Brasilian viidakko elokuva Ardor, kuten Olivia Argentiinan romanttinen draama Latitudes, ja Alice Taylor Kriv Stenders toiminta-trilleri Kill Me kolme kertaa.
vuonna 2016 Braga näytteli Marisol Kingstonia lännendraamassa kaksintaistelu Liam Hemsworthin ja Woody Harrelsonin rinnalla. Tässä 2017, hän näytteli Sophia Christian draama Shack, rinnalla Octavia Spencer ja Sam Worthington, perustuu romaani on sama nimi.
vuodesta 2016 lähtien Braga on näytellyt USA Networkille tuotetussa rikosdraamasarjassa Queen of the South, joka on sovitus Arturo Perez-Reverten menestysromaanista La Reina del Sur. Sarja oli Bragan ensimmäinen päärooli Yhdysvalloissa. Hänellä oli aiemmin pieniä sivurooleja ei-englanninkielisessä televisiosarjassa.
Braga näytteli Cecilia Reyesia supersankarikauhuelokuvassa The New Mutants, joka sai ensi-iltansa vuonna 2020. Hän näytteli Maggie Teixeira HBO draama minisarja We Are Who we Are, joka on kirjoittanut ja ohjannut elokuvantekijä Luca Guadagnino. Braga esiintyy myös vuonna 2021 ensi-iltaan tulevassa supersankaritoimintaelokuvassa The Suicide Squad.