Shieldsová poprvé pracovala v roce 2008 jako vypravěčka krátkého filmu Las Vegas New Mexico 1875. V roce 2009 ztvárnila Lisu Roganovou alias Lisu Royalovou v epizodě dramatu stanice USA Network In Plain Sight s názvem „In My Humboldt Opinion“ a hlas dívky sledující přestřelku v sedmiminutovém westernovém krátkém filmu Las Vegas New Mexico 1875 z roku 2008. V roce 2011 se Shieldsová objevila na stanici CBS ve filmu Hallmark Hall of Fame Beyond the Blackboard s Emily VanCamp v hlavní roli. V televizním filmu Shields ztvárnila dítě bez domova jménem Grace.
Shields se podílela na filmu The Hunger Games, kde ztvárnila Primrose Everdeen. Svou roli si zopakovala i v pokračováních: The Hunger Games: Catching Fire, The Hunger Games: The Hunger Games: Hladové hry: Požár v ohni (Catcher Catching), Mockingjay – část 1 a The Hunger Games: Mockingjay – Part 2. Řekla, že „samotné dospívání postavy bude opravdu zábavné“. V roce 2015 bylo oznámeno, že Shields bude hrát ve filmech Zázrak (v roce 2017 vyšel pod názvem Into the Rainbow) režiséra Normana Stonea a Pád z milosti režisérky Jennifer Lynchové.
Dne 24. února 2015 byla Shields oznámena jako jedna z osobností, které budou soutěžit ve 20. sérii soutěže Dancing with the Stars. Jejím profesionálním partnerem byl Mark Ballas. Ve svých 14 letech se stala nejmladší soutěžící, která se kdy v pořadu objevila (rekord převzala od Zendayi, které bylo v 16. sezóně 16 let). V šokujícím sledu událostí byl pár vyřazen v sedmém týdnu soutěže (skončil na 7. místě), přestože po celou sezónu dostával od porotců stabilně vysoké hodnocení.
.