在兒時，凱莉就夢想著走上影壇。作為單身母親撫養的二個孩子中最年幼的壹個，曾上過壹些表演班。11歲時，她加入了溫哥華兒童音樂劇場。讀12年級時與瑪姬中學（Magee Secondary School）合唱團壹起進行了歐洲巡回演出；她的其中壹位同學是吉爾貝魯斯（Gil Bellows）。演出回來後，進入位於帕薩迪納的美國戲劇藝術學院（American Academy of Dramatic Arts）學習。之後身材高挑秀美的凱莉·安妮·莫斯發現自己適合做壹名出色的模特，就在20歲時她憑著漂亮的外形離開了溫暖的家，跑去西班牙幹起了職業模特。立刻取得了成功，很快就出現在世界各地的廣告和雜誌封面上。當凱莉·安妮·莫斯做模特正起勁時，當年的知名電視劇《黑暗的公正》（Dark Justice)來到西班牙拍攝，幸運的凱莉·安妮·莫斯得到了其中的壹個角色，之後她為了圓夢，幹脆跟著攝制組來到了好萊塢。從此凱莉·安妮·莫斯正式踏足演藝圈。回到北美後，凱莉移居到了洛杉磯，並簽約於阿倫-斯佩林模特公司（Aaron Spelling series Models Inc）。其後，她又從事商業廣告，在洛杉機的休斯頓劇院上演的《出海》中出演壹個角色。除了出演梅爾羅斯廣場（Melrose Place）外，她還在福斯電視網的壹部短命的主時段肥皂劇模特公司（Models Inc.）中扮演了壹個模特。
1996年，凱莉-安妮-莫斯參加了她的影壇處女作《怠工》(“Sabotage”)的拍攝。隨後凱莉繼續從事於電視片的拍攝，其中最著名的是電視連續劇《級數》(“F/X: The Series”)，她偶而也在壹些電影中露面。
黑客帝國
1999年的《黑客帝國》改變了莫斯的命運，當她被選中去扮演1999年票房大熱門《黑客帝國》中的性感黑客崔妮蒂（Trinity)，她的職業生涯也隨之出現了突破她因此片壹舉成名。片中她戴著墨鏡和身披黑衣的基努·裏維斯相互輝映。《黑客帝國》三部曲的成功也成就了莫斯，敏捷的身手，淩厲的眼神，她在《黑客帝國》中的酷斃表現震驚全球，使人們深深的記住了這個銀幕中的女黑客。
凱莉-安妮-莫斯在黑客帝國中所飾演的Trinity的意思是“三位壹體”，在基督教中，“三位壹體”指得是聖父、聖子、聖靈。而在現代心理學的奠基之作《夢的解析》壹書中，“三位壹體”指代了女性意識，她能夠進入神秘的領地和完美的境界。
除了在兩部續集中繼續飾演崔妮蒂（Trinity）的角色外，她還為電影相應的電玩和動畫片配音。巧合的是，她之前還出演了壹部加拿大制作的、與電影毫不相幹但同樣叫Matrix的電視劇。