Carrie Fisher fait ses premiers pas d'actrice au théâtre aux côtés de sa mère Debbie Reynolds. En 1975, elle décroche son premier rôle sur grand écran, dans la comédie romantique Shampoo d'Hal Ashby, écrite et interprétée par Warren Beatty.

Deux ans plus tard, elle crève littéralement l'écran avec tous ses partenaires de Star wars de George Lucas. En y incarnant Leia Organa, sénatrice impériale qui se rallie à l'Alliance en lutte contre le terrible Empire galactique. Un rôle qu'elle reprend pour L'Empire contre-attaque d'Irvin Kershner en 1980 et Le Retour du Jedi de Richard Marquand. Entre temps, la popularité immédiate de la comédienne lui permet d'assurer une apparition déjantée dans The Blues brothers de John John Landis (1980).

Contre coup du succès ou volonté de s'éloigner du milieu, Carrie Fisher se fait plus rare sur les écrans dès la fin de la trilogie imaginée par George Lucas. On la voit tout de même dans Hannah et ses soeurs de Woody Allen (1986), en confidente dans Quand Harry rencontre Sally de Rob Reiner (1989) ou encore dans une apparition éclaire et non créditée dans Hook ou la revanche du Capitaine Crochet de Steven Spielberg.

Caméo clin d'oeil dans Austin Powers (1997), Scream 3 (2000), Beautés empoisonnées (2001) et Jay & Bob contre-attaquent (2002), Carrie Fisher incarne en 2003 la mère supérieure dans Charlie's Angels: Les anges se déchaînent. Mais ne composant pas avec de grands rôles, elle joue davantage dans des séries TV comme Smallville, Weeds ou encore Entourage. Depuis 2005, elle prête également sa voix au personnage d'Angela dans la série animée Les Griffin. 

S'amusant de sa renommée, elle joue son propre personnage le temps d'un épisode dans la série Sex & the City et fait aussi preuve d'autodérision dans le choix de ses rôles avec la série The Big Bang Theory et le long-métrage de David Cronenberg Maps To The Stars.

Elle reprend en 2015 son rôle de Leia dans Le Réveil de la Force et avait achevé peu avant sa mort le tournage de Star Wars Episode VIII.