Lynch verbrachte fünfzehn Jahre in
Chicago, wo er in der Steppenwolf Theatre Company spielte und mit der Komödientruppe The Second City auf Tournee ging. Sie spielte Carol Brady in
The Real Live Brady Bunch. Sie schrieb und spielte auch die Hauptrolle in dem preisgekrönten Stück
Oh Sister, My Sister.
Ihre bahnbrechende Filmrolle war die Rolle von Christy Cummings, der maskulinen lesbischen Hundeführerin zur Trophäe der Ehefrau Sheri Ann Cabot (Jennifer Coolidge) in der Regisseurin Christopher Guest's Mockumentarfilm Best in Show (2000). Sie trat auch in Guest's A Mighty Wind (2003) als Pornodarstellerin und umgedrehte Folk-Sängerin Laurie Bohner und in For Your Consideration (2006) als Unterhaltungsreporterin auf.
Lynch ist auch eine Fernsehschauspielerin. Sie spielte mit John Hannah und William Fichtner in den MDs von 2002 und gastierte in vielen Fernsehshows, darunter 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 Adventuresof Old Christine, Psych, Monk and Party Down, unter anderen.
Im Jahr 2005 wurde Lynch als eine der "10 Amazing Gay Women in Showbiz" von POWER UP genannt.
Publikum und Kritiker wurden auf Lynch wegen ihrer schrägen Rolle in Judd Apatows The 40-Year-Old Virgin aufmerksam. Sie erzählte Terry Gross von Fresh Air, dass die Rolle ursprünglich für einen Mann vorgesehen war, aber auf Drängen von Steve Carells Frau Nancy Walls stattdessen Lynch angeboten wurde. Seitdem hat sie in einer Reihe von Filmen mitgespielt, darunter Role Models, Talladega Nights: Die Ballade von Ricky Bobby, Alvin & die Chipmunks, Walk Hard: The Dewey Cox Story, Space Chimps, The Rocker, The Hammer, Another Cinderella Story, Ice Age: Die Dämmerung der Dinosaurier und der Zusammenbruch des Frühlings.
In Julie und Julia spielte sie die Rolle der Dorothy McWilliams, der Schwester von Julia Child. Entertainment Weekly widmete auf ihrer Website einen Artikel über die Möglichkeit, dass ihr Auftritt für einen Oscar nominiert werden könnte.
Anfang 2009 trat Lynch in der Fox-Show Glee auf. Sie gewann glühende Kritiken für ihre Rolle als aggressive Cheerleading-Trainerin Sue Sylvester. Mary McNamara von der LA Times schrieb: "Lynch allein macht Glee sehenswert". Vor ihrer Arbeit mit Glee war sie regelmäßig in der Starz-Komödie Party Down zu sehen. Obwohl die Serie für eine zweite Staffel erneuert wurde, würde Lynch wegen ihrer Arbeit an Glee nicht zurückkehren. Am 15. Dezember 2009 erhielt Lynch für ihre Rolle bei Glee eine Golden Globe-Nominierung als beste Nebendarstellerin in einer Serie, einer Miniserie oder einem Fernsehfilm. Sie verlor gegen Chloë Sevigny. Die Serie selbst erhielt auch Nominierungen in drei weiteren Kategorien. Am 29. August 2010 gewann Lynch den Primetime Emmy Award für herausragende Nebendarstellerin - Comedy-Serie.
Lynch war Gastgeberin von Saturday Night Live am 9. Oktober 2010; die Nachricht ihrer Moderation wurde ihr versehentlich von ihrem Glee-Boss, Ryan Murphy, per SMS mitgeteilt. Lynch war auch Gast in der Nickelodeon-Show iCarly als Pam Puckett, Sam Pucketts Mutter, in der Episode iSam's Mom.
Lynch trat am 12. September 2010 bei den MTV Video Music Awards 2010 auf.
Im Januar 2011 wurde Lynch mit dem Golden Globe in Die beste Nebendarstellerin in einer Serie, einer Miniserie oder dem Fernsehfilm Catergory ausgezeichnet. Sie erschien auch in den XFinity-Anzeigen von Comcast, die in den Vereinigten Staaten sowohl im Internet als auch im Fernsehen gezeigt werden, hauptsächlich mit zwei verschiedenen Laptops und zwei verschiedenfarbigen Perserkatzen.