Cynthia Addai-Robinson joue dans la série Power sur STARZ. Elle a également travaillé aux côtés de Ben Affleck, JK Simmons et Anna Kendrick au cinéma dans The Accountant de Gavin O'Connor dans le rôle principal de Marybeth Medina. La jeune actrice apparaît dans la série américaine Shooter avec Ryan Phillipe.
Principalement connue pour avoir interprété Naevia dans Spartacus, Cynthia Addai-Robinson connaît par la suite nombreux autres rôles marquants, notamment celui du docteur Vicki Glass dans Chicago Med, d'Amanda Waller dans le programme à succès Arrow, et d'Emily West dans la mini-série Texas Rising de History Channel, en compagnie de Bill Paxton et Ray Liotta. Quelques temps plus tard, elle est invitée à jouer, entre autres, dans Les Experts : Miami ; Numb3rs, Flash Forward, et The Vampire Diaries.