Braga a Portugál nyelvű rövidfilmben debütált Trambulim (1998), majd visszatért iskolájába. Áttörése akkor következett be, amikor a kritikusok által elismert bűnügyi filmben Angslicaként szerepelt Isten városa (2002), amelyért a legjobb női mellékszereplő jelölést kapott a Cinema Brazil Nagydíj. Ezt követően egyetemre járt, miközben szerepelt néhány jól ismert dél-amerikai filmben: Lower City (2005) és Only God Knows (2006). Megjelent a népszerű brazil televíziós műsorban is Carandiru, Outras Historias (2005).Braga angol nyelven debütált főszerepben Brendan Fraser, Mos Def és Catalina Sandino Moreno mellett a Journey to the End of Night (2006) című krimi-thrillerben, amelynek premierje az 5.éves Tribeca Filmfesztiválon volt. További elismerést kapott, amikor akkor szemben állt Will Smith ban, – ben kasszasiker akció thriller Legenda vagyok (2007). Később szerepet kapott a David Mamet által rendezett redbelt (2008) harcművészeti filmben, Chiwetel Ejiofor mellett, a poszt-apokaliptikus thrillerben vakság (2008), Julianne Moore és Mark Ruffalo mellett, valamint a krimi dráma átkelés (2009), Harrison Ford, Ray Liotta és Ashley Judd mellett.
Braga Beth-t ábrázolta a sci-fi filmben Repo Men (2010). Isabelle szerepét játszotta Nimr XXL Antal Predators (2010) című sci-fi akciófilmjében, amelyet a Troublemaker Studios és Robert Rodriguez forgatott és készített. Braga Frey Santiagóként szerepelt Neill Blomkamp Elysium (2013) című sci-fi akciófilmjében, Matt Damon és Jodie Foster főszereplésével. 2014-ben Vania szerepében szerepelt a brazil dzsungel filmben az Ardor, Olivia az argentin romantikus drámában szélességi körök, Alice Taylor pedig Kriv Stenders akció-thrillerében Ölj meg háromszor.2016-ban Braga Marisol Kingstont alakította a párbaj című nyugati drámában Liam Hemsworth és Woody Harrelson mellett. 2017-ben Sophia szerepét játszotta a The Shack című keresztény drámában Octavia Spencer és Sam Worthington mellett, az azonos nevű regény alapján.
2016 óta Braga szerepelt a dél királynője című bűnügyi drámasorozatban, amelyet az USA Network készített, Arturo Perez-Reverte legkelendőbb regényének adaptációja La Reina del Sur. A sorozat jelentette Braga első vezető amerikai televíziós szerepét. Korábban kis mellékszerepei voltak egy nem angol televíziós sorozatban.
Braga Cecilia Reyes szerepében szerepelt a szuperhős horrorfilmben az Új Mutánsok, amely 2020-ban jelent meg. Maggie Teixeirát alakította Az HBO we Are Who We Are We Are We Are We Are We Are című minisorozatában, amelyet Luca Guadagnino filmrendező írt és rendezett. Braga megjelenik a szuperhős akciófilmben is az Öngyilkos Osztag, amelyet 2021-ben mutatnak be.