Miután befejezte modellkedését, majd táncos karrierjét, Cates úgy döntött, hogy elkezd színészkedni. Noha édesapja a show-iparban tevékenykedett, nem volt lelkes lánya új karrierjéért.
Cates színészi bemutatója a Paradicsomban volt (1982), amelyet Izraelben 1981 márciusától májusig forgattak. A filmben több teljes frontális aktjelenetet adott elő, még kiskorú (17 éves). A film cselekménye hasonló volt a Kék lagúnához (1980). Elénekelte a film fő főcímdalát és felvett egy albumot ugyanaz a név. Egy 1982-es interjúban felidézte, hogy gondjai vannak a pályaváltással, mert modellként tudatában kellett lennie a kamerának, míg a filmkamera előtt nem. Cates később megbánta, hogy szerepel a filmben: “Amit megtanultam, soha többé nem csináltam ilyen filmet.” Főszereplője, Willie Aames szerint: “Semmi köze nem lesz a filmhez. Nagyon ideges. Nem végzett promóciót velem.
Később, 1982-ben, Cates szerepelt a Fast Times Ridgemont High-ban (1982), amelyben a Rolling Stone jellemezte a “legemlékezetesebb bikini-cseppet”. a mozitörténetben “. Idézetével elmondta, hogy a film forgatásában a legjobban szórakozott.
A következő évben, 1983-ban Cates részt vett a Magániskola című vígjátékban (1983), amelyben Matthew Modine és Betsy Russell voltak a főszereplők. , és amelyért a film filmzenéjének két dalán, a „Csak egy érintés” és a „Hogyan tudatom veled” című dalon énekelt.
1984-ben Cates szerepelt a Lace című tévésorozatban , Shirley Conran által írt regény alapján. Lili szerepét játszotta, “hogy eltűnjön a filmalkotások egyformaságától”. Meghallgatása során annyira lenyűgözte az írót, hogy ott és akkor fel akarta őt venni. Cates megküzdött egy keserű filmsztár alakításával, mert karakterének gonosz személyisége ellenére a közönség szimpatizálni szándékozott vele. Nem olvasta Conran regényét, amelyen a film készült, mert nem akart “fix képet” alkotni. Legismertebb sora a filmben: “Melyik szuka az anyám?”, A TV Guide 1993-ban a televíziótörténelem legnagyobb vonalának nevezte.
1985-ben Cates megjelent a Broad Relations-on kívül a Rich Relations-ben, David Henry Hwang írta a Második Színház Színházában.
Cates későbbi filmszerepei szerényebbek voltak, és nagyrészt a fiatalabb közönség felé irányultak, például a két Gremlins-film és a Drop Dead Fred (1991) című film. Arca olyan tizenéves magazinok borítóját díszítette, mint a Seventeen, a Tiger Beat, Teen Beat és mások.
1994-ben Cates szerepelt a tényeken alapuló romantikus vígjáték-drámában, a Princess Caraboo-ban (1994). Ez volt az utolsó film is, amelyben együtt játszott férjével, Kevinnel Kline.
1994-ben Cates visszavonult a színjátszástól, hogy felnevelje gyermekeit, Owent és Grétát.
2001-ben Cates röviden befejezte nyugdíját egy filmre, az Évfordulóra (2001), szívességként legjobb barátnőjének és a Ridgemont High-ban játszott egykori Fast Times-nak, Jennifer Jason Leigh-nak, aki a filmet rendezte.
2015-ben Cates Gremlins-karakterének, Kate Beringernek a hangját adta videojáték Lego Dimensions.