แอลลิสัน พิลล์ ลงหลักปักฐานในฐานะนักแสดงสาวที่ทั้งชาญฉลาดและเปี่ยมพรสวรรค์ พร้อมด้วยประวัติผลงานซึ่งเหนือกว่านักแสดงร่วมรุ่นเป็นสองเท่า ภาพยนตร์ที่เธอแสดง ได้แก่ Pieces of April โดยผู้กำกับฯ ปีเตอร์ เฮดจิส, Perfect Pie, คอเมดีของดิสนีย์เรื่อง Confessions of a Teenage Drama Queen และภาพยนตร์อินดี้เรื่อง Dear Wendy และ One Way To Valhalla กระทั่งปี 2004 จึงทดลองงานเบื้องหลัง ร่วมงานกับทีมสร้างภาพยนตร์ของเทศกาลซันแดนซ์
เธอแสดงในซีรี่ส์ของช่องเอ็นบีซี เรื่อง The Book of Deniel โดยรับบทเด็กค้ายา ลูกสาวบาทหลวง ต่อด้วยรับบทคนพิการนั่งรถเข็นตลอดเวลาใน Law & Order : Criminal Intent ก่อนจะแสดงเป็นเด็กเก็บกด ลูกสาวของ ฟาร์รา ฟอว์เซตต์ และ คีธ คาร์ราดีน ในเรื่อง Baby ผลงานทางโทรทัศน์อื่น ๆ ยังรวมถึง Life With Judy Garland: Me and My Shadows โดยประชันบทบาทกับ จูดี เดวิส, Midwives กับ ซิสซี สปาเซก, Plain Truth กับ มาริสกา ฮาร์จิเทย์ และ What Girls Learn กับ สกอตต์ บากูลา และ เอลิซาเบธ เพอร์กินส์
เธอยังมีผลงานบรอดเวย์เรื่อง Mauritius ของเธเรซา รีเบก โดยประชันบทบาทกับ บ็อบบี คานนาวาเล และเธอได้ประชันบทบาทกับ เจฟฟ์ เดเนียลส์ ใน Blackbird ผลงานซึ่งประสบความสำเร็จไปทั่วโลกของ เดวิด แฮร์โรเวอร์ กระทั่งปี 2006 จึงได้รับการเสนอชื่อเข้าชิงรางวัลโทนี จากการแสดงอันโดดเด่นในละครเวที เรื่อง The Lieutenant of Inishmore ประพันธ์โดย มาร์ติน แม็คดอเนิฟ ผลงานละครเวทีในนิวยอร์กเรื่องอื่น ๆ ยังมี The Distance From Here ประพันธ์โดย นีล ลาบูตี (เธอคว้ารางวัลดราม่าเดสก์ปี 2004 สำหรับทีมนักแสดงมาครองได้) และ On The Mountain ของ คริสโตเฟอร์ ชินน์ (เธอได้รับการเสนอชื่อเข้าชิงรางวัล ลูซีล ลอร์เทล ปี 2005 สาขานักแสดงภาพยนตร์หญิง) สำหรับการเปิดตัวผลงานละครเวทีในนิวยอร์กนั้น เธอเลือก None of the Above ในปี 2003
