Créditos como actriz en sus inicios (1997-1999)
Larter consiguió sus primeros papeles como actriz profesional en 1997, cuando apareció en varios programas de televisión. Apareció en un episodio de la serie de televisión de Brooke Shields, Suddenly Susan, y en la serie de corta duración Chicago Sons. A estos papeles les siguieron otras apariciones en Dawson’s Creek, Chicago Hope y Just Shoot Me.
En 1999, Larter debutó en el cine en la comedia dramática Varsity Blues, que la reunió con la estrella de Dawson’s Creek James Van Der Beek y con su amiga Amy Smart. Smart había convencido a Larter para que hiciera una prueba para la película, en la que interpretaba a Darcy Sears, el interés amoroso de uno de los personajes principales. Varsity Blues recaudó 53 millones de dólares en la taquilla nacional. También en 1999, hizo apariciones secundarias en las comedias para adolescentes Giving It Up y Drive Me Crazy, y protagonizó el remake House on Haunted Hill, cuya recaudación fue de unos 20 millones de dólares. La película de terror, que sigue a un grupo de desconocidos invitados a una fiesta en un manicomio abandonado, fue rechazada por la crítica, pero recaudó 15 millones de dólares en su fin de semana de estreno y pasó a ganar más de 40 millones de dólares en total.
Salida a la luz con Destino final (2000-2005)
Larter protagonizó a Clear Rivers, uno de los personajes principales de la película de terror sobrenatural para adolescentes Destino final (2000). También protagonizada por Devon Sawa y Kerr Smith, la premisa de la película seguía a varios adolescentes que sobreviven a un accidente de avión pero que son acechados y asesinados por la propia muerte. Destino Final recaudó 112 millones de dólares al final de su proyección en los cines. En 2001, apareció en la comedia Legalmente rubia junto a Reese Witherspoon. Interpretó a Brooke Taylor Windham, una viuda acusada del asesinato de su marido. La película obtuvo el primer puesto con 20 millones de dólares en su fin de semana de estreno y acabó recaudando 141 millones de dólares en todo el mundo. Con 96 millones de dólares de su recaudación total procedentes de los mercados nacionales, Legalmente rubia es la película más taquillera de Larter a nivel nacional.
Larter apareció después como Zerelda Mimms en la comedia del oeste American Outlaws. Dirigida por Les Mayfield y coprotagonizada por Colin Farrell y Scott Caan, la película fue mal recibida por la crítica y la taquilla, y obtuvo 13 millones de dólares al final de su recorrido en los cines. También protagonizó Jay and Silent Bob Strike Back, de Kevin Smith. Ese año, Larter apareció en la portada de la revista Maxim y actuó en la obra de teatro The Vagina Monologues en Nueva York. En la primavera de 2002, Larter se trasladó de Los Ángeles a Nueva York. «Era demasiado joven e impresionable para soportar las presiones de Los Ángeles». recordó Larter en una entrevista, «Ahora soy una mujer. Ya no soy la niña pequeña que podía ser fácilmente influenciada»
Su primer proyecto allí fue retomar su papel de Clear Rivers en la secuela de Destino final titulada Destino final 2. En una entrevista con IGN, Larter explicó su regreso a la franquicia: «Cuando New Line me pidió que volviera, me pareció genial. Me enseñaron el guión y me dejaron hacer algunas aportaciones, y fue realmente estupendo». La película recaudó 90 millones de dólares en todo el mundo, con una acogida desigual por parte de la crítica. Un año más tarde, Larter trabajó como productora asociada y protagonizó el thriller Three Way, y en 2005 apareció en el thriller político independiente Confess, y tuvo un papel en la comedia romántica A Lot Like Love, protagonizada por Amanda Peet y Ashton Kutcher.
Héroes y Resident Evil (2006-2010)
Larter volvió a Los Ángeles en 2005. Su primera audición fue para la serie de televisión de ciencia ficción Héroes de la NBC. Larter interpretó los personajes de Niki Sanders, que sufría de TID, y Tracy Strauss en la serie creada por Tim Kring. El personaje inicial de Larter, Niki Sanders, era una esposa, madre y ex stripper de Internet de Las Vegas que exhibe una fuerza sobrehumana y personalidades alternativas que responden a los nombres de Jessica y Niki. «Ali leyó para el papel y se adueñó de él desde el momento en que entró», dijo Kring al Chicago Tribune, «Fue una audición impresionante». A partir de la tercera temporada, Larter comenzó a interpretar el nuevo personaje de Tracy Strauss, que poseía la capacidad de congelar objetos; y más tarde, convertir su cuerpo en agua.
Larter asumió el papel principal en Marigold (2007), junto a Salman Khan. La película se estrenó en agosto de 2007 y giraba en torno a una actriz estadounidense (Larter) que va a la India y se ve envuelta en el exótico mundo de Bollywood. El rodaje tuvo lugar en el norte de la India y en Londres, y comenzó en junio de 2004. En una entrevista con la BBC, Larter comentó que este papel fue «una oportunidad para superar mi miedo a cantar y bailar, porque no tengo formación profesional, me centré realmente en el personaje y me encantó este viaje que hizo y las experiencias que vivió». Recibió un salario de siete cifras por su papel en la película.
En 2007, apareció junto a Milla Jovovich en Resident Evil: Extinción, interpretando el personaje de Claire Redfield, que en la película, es la líder de un convoy de supervivientes del apocalipsis zombi que van a Alaska en busca de un refugio seguro. Su papel la envió a Mexicali, México, para el rodaje desde mayo hasta finales de julio, y requirió que su pelo se tiñera de un rojo claro. Larter explicó su personaje de Claire: «Se convirtió en la líder de este convoy. Es increíblemente fuerte y paciente. Creo que cumple un papel para todos dentro de este convoy, ya sea una madre para alguien, un compañero, un mejor amigo». A pesar de las críticas negativas, la película recaudó un total de 147 millones de dólares en todo el mundo. También en el mismo año, apareció junto a Hayes McArthur en la comedia Homo Erectus y apareció como Evelyn Garland en el drama biográfico Crazy, basado en el guitarrista Hank Garland.
Larter protagonizó junto a Beyoncé e Idris Elba el thriller producido por Screen Gems Obsesionados (2009). La película sigue a un ejecutivo de oficina (Elba) cuyo matrimonio con el personaje de Knowles se ve amenazado por los intereses agresivos de una compañera de trabajo, interpretada por Larter. En una entrevista con Glam, Larter dijo que «estaba emocionada por tener la oportunidad de interpretar a una mujer fatal. Me encanta interpretar a mujeres oscuras y vulnerables y llenas de un poco de emoción loca». Aunque la película se estrenó con críticas dispares, Larter recibió elogios de la crítica por su interpretación. Derek Malcolm, de The London Evening Standard, consideró que la película era una «tenue reelaboración de Atracción fatal» y señaló: «Larter como pícara patológica es lo mejor que tiene». Obsesionada se situó en el primer puesto en su fin de semana de estreno, con 28 millones de dólares, y obtuvo una recaudación total en el país de 68 millones de dólares, convirtiéndose en la segunda película más taquillera de Larter en Norteamérica. La película le valió a Larter su tercera nominación a los Teen Choice Awards y un MTV Movie Award a la mejor pelea con Beyonce.
Larter volvió a interpretar a Claire Redfield en Resident Evil: Afterlife (2010), que se rodó en 3D y en la que su personaje fue emboscado y manipulado mentalmente por la ficticia Corporación Umbrella, antes de ser rescatada por Alice (Milla Jovovich). Al igual que las anteriores entregas de Resident Evil, la película recibió críticas negativas, pero se convirtió en un gran éxito comercial, recaudando 296 millones de dólares en todo el mundo. Sobre su regreso al papel de Claire, declaró en una entrevista con JoBlo.com: «Supongo que a la gente le he gustado como ella Estoy emocionada de que me hayan traído de vuelta para trabajar con el hombre que realmente creó este mundo y esta visión fue lo que me entusiasmó para unirme a esta próxima entrega».
Hijos y regreso a la actuación (2011-actualidad)
Tras el estreno de Afterlife, Larter hizo un paréntesis en su carrera para centrarse en su familia, regresando a la pantalla cuando interpretó el interés amoroso de un hombre exitoso pero psicótico (Matt LeBlanc) en la comedia Lovesick (2014). La película se proyectó en el 15º Festival de Cine de Newport Beach y se estrenó en VOD y en algunos cines. Interpretó a la amiga «de mal agüero» de una mujer con esclerosis lateral amiotrófica en el drama independiente You’re Not You (2014), dirigido por George C. Wolfe y protagonizado por Hilary Swank, Emmy Rossum y Josh Duhamel.
En 2014, Larter obtuvo un papel regular en la primera temporada de la serie dramática de TNT Legends, apareciendo como Crystal Quest, una operativa de las Operaciones de Encubrimiento del FBI. Larter protagonizó el thriller sobrenatural The Diabolical (2015), como Madison, una madre soltera que lucha contra las fuerzas del mal en su casa. Distribuida para un VOD y un estreno limitado en ciertas partes de Estados Unidos, la película recibió críticas muy variadas; Gary Goldstein, de Los Angeles Times, consideró que su «tenso y aparentemente más complejo permanece subdesarrollado» en lo que describió como un «débil thriller de terror».
Larter protagonizó Resident Evil: El capítulo final (2016), donde su papel de Claire hace equipo con Alice (Jovovich) y la Reina Roja para salvar a los restos de la humanidad. A pesar de una respuesta de la crítica muy variada, con una recaudación mundial de más de 312 millones de dólares, la película se erigió como su mayor éxito de taquilla. En abril de 2017, las películas de Larter habían recaudado más de 1.310 millones de dólares en todo el mundo. Interpretó el papel de Amelia Slater en la serie de Fox Pitch, sobre una joven negra que hace historia al convertirse en la primera mujer que juega en las Grandes Ligas de Béisbol.