1998年，凯特·波茨沃斯出演了自己的电影处女作《马语者》，在这部由罗伯特·雷德福执导的电影里饰演了女主角斯嘉丽·约翰逊的好友Judith 。2000年，她在《新生报到》里扮演了一个傲慢的女孩；还在丹泽尔·华盛顿主演的电影《光辉岁月》中扮演一个橄榄球队长的女友Emma Hoyt 。2002年，凯特·波茨沃斯作为女主角主演了电影《蓝色激情》，片中饰演了美女冲浪手Anne Marie Chadwick 。同年，还在一部反映美国社会阴暗面的影片《情爱磁场》出演了角色 。2003年，她在詹姆斯·考克斯执导的电影《仙境谋杀案》饰演了女主角Dawn Schiller 。同年，他凭借电影《蓝色激情》获得MTV电影大奖最佳银幕组合和最突破女星表演两项提名。2004年，凯特·波茨沃斯在电影《偶像有约》里饰演了一个梦想遇到大明星泰德·汉密尔顿的小镇女孩Rosalee Futch。她凭借这部电影获得2004年美国青少年选择奖三项提名 。同年，在凯文·史派西执导和主演的电影《飞跃海洋》里饰演了女主角 。2006年，她在电影《超人归来》里饰演了超人的女友Lois Lane 。2007年，她凭借这部电影获得土星奖最佳女演员提名。2008年，凯特·波茨沃斯和凯文·史派西一起主演了电影《决胜21点》，讲述麻省理工学院一名退休教师亲手挑选了六名高材生，对他们进行一系列赌博精算训练，赢了赌场三百多万美金的故事 。2010年，她和韩国演员张东健一起主演了美国西部动作片《黄沙武士》 。2011年9月4日，凯特·波茨沃斯主演的电影《另一个高兴的日子》在法国小城杜维尔第37届杜维尔美国电影节上上映 。2011年9月15日，凯特·波茨沃斯和亚历山大·斯卡斯加德主演的翻拍电影《稻草狗》在纽约举行首映礼 。同年，她和蕾切尔·比尔森，克里斯滕·蕊特一同主演了电影《好友有喜》 。2012年，她主演了惊悚片《黑色摇滚》 。2013年，她参演了多人执导的电影《电影43》。同年，她还和乔什·卢卡斯、斯坦娜·卡蒂克一同出演了电影《大瑟尔》 。此外，她还在杰森·斯坦森主演的动作电影《家园防线》里饰演了Cassie Bodine Klum 。2014年，凯特·波茨沃斯在朱丽安·摩尔主演的电影《依然爱丽丝》饰演了角色 。