มิเชลล์ เทรนช์เทนเบิร์ก ได้ร่วมแสดงในภาพยนตร์คอมมิดี้เรื่อง Young American ร่วมกับ ทอฟเฟอร์ เกรซ และแอนนา ฟาริส เธอยังได้ร่วมแสดงกับโจเซฟ เฟียนส์ ในภาพยนตร์อิสระแนวดราม่าเรื่อง Against the Current ซึ่งเปิดตัวออกฉายในงานเทศการภาพยนตร์ Sundance Film Festival ปี 2009 ในภาพยนตร์จอแก้ว เราจะได้เห็นเธอในบทบาทประจำในผลงานของจอร์เจียน่า สปาร์คในภาพยนตร์ซีรี่ส์ CW ที่ได้รับความนิยมเรื่อง Gossip Girl
ในปี 2006 เทรนช์เทนเบิร์กได้ร่วมแสดงในผลงานการกำกับการแสดงที่ได้รับความนิยมของแชด โลว์ เรื่อง Beautiful Ohio ร่วมกับวิลเลี่ยม เฮิร์ทและริต้า วิลสัน ภาพยนตร์เรื่องนี้ออกฉายในงานเทศกาลต่าง ๆ มากมายรวมไปถึงงานเทศกาล Sarasota Film Festival ซึ่งทำให้เทรนช์เทนเบิร์กได้รับรางวัลในฐานะ Breakthrough Performer Award ผลงานสร้างชื่อของเธอยังรวมไปถึงภาพยนตร์แนวสยองขวัญเรื่อง Black Christmas โดยร่วมแสดงกับ โอลิเวอร์ ฮัดสัน และเลซี่ย์ ชาเบิร์ต, บทบาทนำในเรื่อง Ice Princess ผลงานภาพยนตร์อิสระแนวดราม่าของเกร็ก อารากิ เรื่อง Mysterious Skin และภาพยนตร์คอมมิดี้เรื่อง EuroTrip
เธอเป็นที่คุ้นหน้าคุ้นตาแฟนละครโทรทัศน์ เทรนช์เทนเบิร์กร่วมแสดงในภาพยนตร์โทรทัศน์เรื่อง The Circuit โดยแสดงร่วมกับบิลล์ แคมป์เบลล์ นอกจากนี้เธอยังร่วมแสดงรับเชิญประจำให้กับซีรี่ส์หลายต่อหลายเรื่องรวมไปถึงผลงานเหนียวแน่นของเธอเรื่อง Gossip Girl รวมไปถึงบทบาทสม่ำเสมอของเธอในตอนแรก ๆ ในภาพยนตร์ซีรี่ส์ที่ได้รับรางวัลทางช่อง HBO เรื่อง Six Feet Under อย่างไรก็ตามเราจะ รู้จักเธอดีในการแสดงของเธอในบทนำจากผลงานของ ดอว์น ซัมเมอร์ ในภาพยนตร์ยอดฮิตเรื่อง Buffy the Vampire Slayer ซึ่งเรื่องนี้ทำให้เธอได้รับรางวัล Young Artist Award ในฐานะ Best Supporting Young Actress in Drama Series นอกจากนี้เธอยังได้รับการเสนอชื่อเข้ารับรางวัล Daytime Emmy สำหรับงานของเธอที่เธอเป็นผู้บรรยายให้กับทางช่อง Discovery ชื่อ Truth or Scare
เทรนช์เทนเบิร์กเป็นนักแสดงสาวที่ได้รับความนิยม เมื่ออายุได้เพียง 10 ขวบเธอได้รับรางวัลจากบทที่เธอแสดงนำในเรื่อง Harriet the Spy โดยได้รับรางวัล Young Artist Award ในฐานะ Best Leading Young Actress in a Feature Film ต่อมาเธอได้ร่วมแสดงกับแมทธิว โบรเดอริคในภาพยนตร์แอคชั่นคอมมิดี้เรื่อง Inspector Gadget
ในปี 2003 เทรนช์เทนเบิร์กได้ชื่อว่าเป็นหนึ่งใน 20 Teens Who Will Change the World จากนิตยสาร Teen People Magazine เธอยังได้รับหน้าที่เป็นผู้ประกาศของงานการกุศลอาทิ R.A.D.D. องค์กร Dare America และมูลนิธิ Starlight Children Foundation โดยเธอยังได้รับเกียรติให้เป็นตัวแทนเยาวชนของอเมริกาเมื่อตอนที่ท่านอดีตประธานาธิบดี คลินตันได้ออกการรณรงค์เรื่อง Coalition for a Drug Free America
