2001-2006: przełom z Drake ’ em & Josh

pierwszy występ w telewizji Cosgrove miał miejsce w 2001 roku, kiedy użyczyła głosu młodej lanie Lang w pilotażowym odcinku Smallville. Cosgrove zadebiutowała w 2003 roku w szkole rocka w reżyserii Richarda Linklatera. W filmie zagrała Summer Hathaway, młodą dziewczynę o wielkich ambicjach i dyscyplinie, która dostosowuje się do swobodnej natury swojego nowego nauczyciela muzyki (Jack Black). School of Rock był zarówno hitem kasowym, zarabiającym ponad 130 milionów dolarów na całym świecie, jak i krytycznym sukcesem, otrzymując wynik 91% w serwisie Rotten Tomatoes. Rola Cosgrove ’ a w filmie spotkała się z uznaniem, a David Ansen z Newsweeka określił ją jako „spot on”. Za szczególnie trudną wskazała scenę, w której jej postać próbuje śpiewać: „brałam lekcje śpiewu od około pięciu lat, więc kiepskie śpiewanie było czymś nowym. Reżyser powtarzał: „spróbuj śpiewać jeszcze gorzej, Mirando”, więc to było dziwne.”

w 2004 roku Cosgrove dostała swoją pierwszą główną rolę w serialu telewizyjnym, kiedy została obsadzona w serialu Nickelodeon Drake& Josh, u boku Drake ’ a Bella i Josha Pecka. W serialu wcieliła się w Megan Parker, psotną młodszą siostrę tytułowych bohaterów. W tym samym roku Cosgrove wystąpił gościnnie w odcinkach ” Co nowego, Scooby-Doo? i uziemiona na całe życie. W 2005 roku Cosgrove otrzymał rolę Muncha w filmie Cartoon Network Here Comes Peter Cottontail: The Movie. W filmie Cosgrove przedstawia samicę myszy, która zostaje uratowana przed jastrzębiem przez Juniora i trzepotanie, i która dołącza do nich w ich przygodzie. Cosgrove wystąpił również gościnnie w dwóch odcinkach animowanej komedii Lilo & Stitch: the Series. Otrzymała również swoją drugą główną rolę w filmie teatralnym, kiedy zagrała u boku swojego Drake ’ a & Josh zagrał Drake ’ a Bella w filmie komediowym Yours, Mine & Ours. Film prezentował się łagodnie w kasie. Twoja, Moja & nasza otworzyła się na trzecim miejscu, zarabiając 17 milionów dolarów w amerykańskim box office podczas pierwszego weekendu. Trzeci album Cosgrove, Keeping Up with the Steins, został wydany w 2006 roku. Otrzymał ogólnie negatywne recenzje od krytyków i słabo wypadł w kasie.

2007-2012: iCarly i muzyka

zdobyła również rolę w filmie the Wild Stallion prosto na DVD i pojawiła się w kilku serialach telewizyjnych Nickelodeon. Pierwszy z nich pojawił się w „Zoey 101”. Cosgrove wystąpił później gościnnie w odcinku Unfabulous, w którym wystąpiła Emma Roberts. W odcinku Cosgrove wystąpiła gościnnie jako słodka dziewczyna o imieniu Cosmina. Jednak Cosgrove była już w rolach głównych w swoim własnym sitcomie zatytułowanym iCarly, wydanym 8 września 2007 roku. Schneider dopasował iCarly do zainteresowania młodych ludzi Internetem. Wyjątkową częścią tego programu jest fakt, że widzowie mogą zgłaszać własne filmy, a także być włączani do programu. Cosgrove powiedział o aspekcie udziału publiczności: „kiedy po raz pierwszy usłyszałem o tym pomyśle, pomyślałem, że to takie fajne. Gdybym był w domu i oglądał telewizję, chciałbym wysłać film.”Do lata 2008 roku serial był trzecim najwyżej ocenianym w grupie demograficznej 9-14. Odcinek specjalny „iCarly Saves TV” stał się najczęściej oglądanym programem rozrywkowym w telewizji kablowej w czerwcu 2008 roku. Drake & Debiut Cosgrove ’ a rozpoczął się piosenką ICarly „Leave It All To Me” z udziałem Drake ’ a Bella i został wydany jako singel 2 grudnia 2007 roku. W czerwcu 2008 roku Columbia Records wydała ścieżkę dźwiękową iCarly, która zawierała cztery utwory w wykonaniu Cosgrove ’ a i zadebiutowała na pierwszym miejscu listy Billboard Kid Albums chart. Następny singiel ” Stay My Baby „nie dotarł do list przebojów, ale trzecie wydawnictwo,” About You Now”, dotarło do 47.miejsca listy Hot 100.

Cosgrove na MuchMusic Video Awards 2010.

w grudniu 2008 roku ukazał się cover świątecznej piosenki „Christmas Wrapping” promującej godzinny Odcinek Specjalny Merry Christmas, Drake& Josh. 3 lutego 2009 Cosgrove wydała swoje pierwsze solowe nagranie, extended play About You Now z pięcioma utworami. Aby promować film animowany Cloudy with a Chance of Meatballs z 2009 roku, wytwórnia Columbia Records wydała singiel zatytułowany „Raining Sunshine” z towarzyszącym teledyskiem w sierpniu 2009 roku. Cosgrove stała się jedną z żeńskich Debiutantek MTV w 2009 roku. W 2010 roku Cosgrove pracowała z twórcami piosenek The Matrix, Dr. Luke ’ em, Maxem Martinem, Leah Haywood i Danielem Jamesem nad swoim debiutanckim albumem studyjnym. Powiedziała, że „większość piosenek to fun, pop, rock-girl”. Pierwszy singiel z jej albumu, „Kissin U”, miał swoją premierę 12 marca 2010 roku w audycji radiowej Ryana Seacresta. Album, zatytułowany Sparks Fly, został wydany w kwietniu 2010 roku i osiągnął 8 miejsce na amerykańskiej liście Billboard 200. 12 lutego 2010 roku podpisała kontrakt z firmą Pielęgnacyjno-kosmetyczną Neutrogena jako ambasador. W marcu 17, 2010, poinformowano, że Cosgrove podpisał umowę, podobno w „low-to mid-seven – range” Na wykonanie 26 dodatkowych odcinków iCarly. W 2010 roku Cosgrove użyczył głosu Margo w trójwymiarowej animacji komputerowej Despicable Me, wydanej w lipcu 2010 roku.

w styczniu 2011 Cosgrove ujawniła, że jej nowa EPka będzie zatytułowana High Maintenance, a także wydała pierwszy singel z tego samego albumu. Piosenka, zatytułowana „Dancing Crazy”, została napisana przez Maxa Martina, Shellbacka i Avril Lavigne, A Wyprodukowana przez Martina i Shellbacka. Po trzech tygodniach airplay piosenka zadebiutowała na 40. miejscu amerykańskiej listy Billboard Adult Pop Songs. 24 stycznia 2011 wydała swoją debiutancką trasę koncertową, Dancing Crazy Tour, odwiedzając Amerykę Północną w ramach jej pierwszego albumu studyjnego, Sparks Fly. Trasa rozpoczęła się w Missouri, podróżowała po Stanach Zjednoczonych, a zakończyła w Ohio. Cosgrove kontynuowała trasę w lecie, promując swoją drugą EP-kę, High Maintenance. 15 lipca 2011 roku trasa koncertowa pod nowym tytułem Dancing Crazy Summer Tour odbyła tournée po Stanach Zjednoczonych i Kanadzie oraz występowała na festiwalach muzycznych i targach stanowych. 11 sierpnia 2011 Cosgrove złamała kostkę w wypadku autobusowym na autostradzie międzystanowej nr 70 w pobliżu Vandalia, w stanie Illinois, w wyniku czego odwołała daty trasy w USA. 24 stycznia 2012 roku Cosgrove wydała swoją drugą ścieżkę dźwiękową iCarly, iCarly: iSoundtrack II, wyprodukowaną przez Dr. Luke. 17 maja 2012 roku ogłoszono, że szósty sezon serialu będzie ostatnim dla iCarly. Finał serii, „iGoodbye”, wyemitowany 23 listopada 2012 roku. Po nakręceniu finału w czerwcu 2012 roku, Cosgrove rozpoczął kontynuację trasy Dancing Crazy Tour, zatytułowanej The Summer Tour, w lipcu i sierpniu 2012 roku.

2013–obecnie: dodatkowe role telewizyjne i ICarly revival

15 lutego 2013 roku ogłoszono, że Cosgrove zagra w Girlfriend in a Coma, serialu telewizyjnym napisanym przez Liz Brixius dla NBC i adaptowanym na podstawie powieści Douglasa Couplanda o tym samym tytule. Cosgrove miała zagrać Evie, córkę Karen, która budzi się po prawie 20-letniej śpiączce i dowiaduje się, że ma córkę; 19 marca 2013 roku ogłoszono, że Christina Ricci opuściła obsadę, a projekt miał kilka problemów. Projekt został później anulowany. Cosgrove ponownie użyczył głosu Margo w Despicable Me 2, wydanym 5 czerwca. W 2013 roku pojawiła się w animowanych filmach krótkometrażowych Training Wheels jako Margo i Gru ’ s Girls jako Savana. W grudniu ogłosiła w programie Today Show, że nagrywa nowy album. W 2014 roku Cosgrove wykonał głos w filmie animowanym a Mouse Tale, który został wydany 10 lutego 2015 roku. Cosgrove zagrał również w horrorze intruzi z Austinem Butlerem, wcielając się w rolę Rose.

w maju 2015 roku Cosgrove został obsadzony w roli pilota komedii NBC Crowded, stworzonej przez Suzanne Martin z producentem wykonawczym Seanem Hayesem. Cosgrove zagrał Shea, absolwentkę astrofizyki na MIT, która nie wie, co robić w życiu po studiach, więc postanawia wraz z siostrą wrócić do domu, aby się tego dowiedzieć, doprowadzając rodziców do szaleństwa. Serial zadebiutował 15 marca 2016 roku, ale został anulowany po jednym sezonie. W marcu 2017 roku Cosgrove został obsadzony w roli pilota komedii NBC z udziałem twórców Adama Sztykiela i Billa Lawrence ’ a. Nie został jednak zamówiony do serii. W 2017 roku Cosgrove ponownie wcieliła się w rolę Margo w Despicable Me 3, który został wydany 14 czerwca 2017 roku. W 2019 roku Cosgrove została obsadzona w roli Lisy Brown w filmie 3022. Od 2019 roku jest gospodynią serialu CBS Mission Unstoppable z Mirandą Cosgrove, który otrzymał dwie nominacje do Nagrody Daytime Emmy w 2020 roku.

w grudniu 2020 roku ogłoszono, że Cosgrove powtórzy swoją rolę Carly Shay w ICarly revival.