Lynch tillbringade femton år i
Chicago, där han spelade i Steppenwolf Theatre Company och turnerade med komedietruppen Second City. Hon spelade Carol Brady i
The Real Live Brady Bunch. Hon skrev och spelade också huvudrollen i den prisbelönta pjäsen
Oh Sister, My Sister.
Hennes genombrottsroll på film var som Christy Cummings, den lesbiska hundföraren till troféhustrun Sheri Ann Cabot (Jennifer Coolidge) i regissören Christopher Guest's mockumentärfilm Best in Show (2000). Hon medverkade även i Guest's A Mighty Wind (2003) som porrskådespelerska som blev folksångerska Laurie Bohner och i For Your Consideration (2006) som en nöjesreporter.
Lynch är också en tv-skådespelerska. Hon spelade tillsammans med John Hannah och William Fichtner i 2002 års MDs och har gjort gästspel i många tv-serier, bland annat L.A. Law, Judging Amy, The West Wing, 7th Heaven, Friends, Dawson's Creek, Felicity, Arrested Development, Lovespring International, Two and a Half Men, Weeds, Boston Legal, The L Word, Criminal Minds, Help Me Help You, Gilmore Girls, The New Adventures of Old Christine, Psych, Monk och Party Down, med flera.
År 2005 utsågs Lynch till en av POWER UP:s "10 Amazing Gay Women in Showbiz".
Publiken och kritikerna uppmärksammade Lynch för hennes udda roll i Judd Apatows The 40-Year-Old Virgin. Hon berättade för Terry Gross i Fresh Airs' att rollen ursprungligen var avsedd för en man men att den på uppmaning av Steve Carells fru Nancy Walls erbjöds Lynch i stället. Sedan dess har hon medverkat i en rad filmer, bland annat Role Models, Talladega Nights: The Ballad of Ricky Bobby, Alvin & the Chipmunks, Walk Hard: The Dewey Cox Story, Space Chimps, The Rocker, The Hammer, Another Cinderella Story, Ice Age: Dawn of the Dinosaurs och Spring Breakdown.
I Julie and Julia spelade hon rollen som Dorothy McWilliams, Julia Childs syster. Entertainment Weekly ägnade en artikel på sin webbplats åt möjligheten att hennes prestation skulle få en Oscarsnominering.
Från och med 2009 medverkade Lynch i Fox-serien Glee. Hon fick strålande recensioner för sin roll som den aggressiva hejaklackstränaren Sue Sylvester. Mary McNamara från LA Times skrev: "Lynch ensam gör Glee värt att titta på". Före sitt arbete med Glee var hon en vanlig seriemedlem i Starz-komedin Party Down. Även om serien förnyades för en andra säsong skulle Lynch inte återvända på grund av sitt arbete i Glee. Den 15 december 2009 fick Lynch en Golden Globe-nominering för bästa kvinnliga biroll i en serie, miniserie eller tv-film för sin roll i Glee. Hon förlorade mot Chloë Sevigny. Själva serien fick också nomineringar i tre andra kategorier. Den 29 augusti 2010 vann Lynch Primetime Emmy Award för Outstanding Supporting Actress - Comedy Series.
Lynch var värd för Saturday Night Live den 9 oktober 2010; nyheten om att hon skulle vara värd avslöjades av misstag till henne av hennes chef i Glee, Ryan Murphy, via sms. Lynch gästspelade också i Nickelodeon-serien iCarly som Pam Puckett, Sam Pucketts mamma, i avsnittet iSam's Mom.
Lynch var med på MTV Video Music Awards 2010 den 12 september 2010.
I januari 2011 tilldelades Lynch en Golden Globe i kategorin Bästa kvinnliga biroll i en serie, miniserie eller tv-film. Hon började också dyka upp i Comcasts XFinity-reklam som visas både på internet och tv i USA, främst med två olika bärbara datorer och två olika färgade perserkatter.
