Bereits als Dreizehnjährige steht Caitlin Stasey für eine Hauptrolle in der Jugendserie „The Sleepover Club“ vor der Kamera. Als Rachel Kinski spielt sie von 2005 bis 2009 in insgesamt 275 Episoden der Seifenoper „Neighbours“ mit. Sie beschließt ihren Ausstieg um sich voll und ganz ihrem Schulabschluss widmen zu können.
Nach einigen Filmrollen („Tomorrow, When the War Began“, „All Cheerleaders Die“) wird sie 2013 für eine Hauptrolle in der Historienserie Reign verpflichtet. Bis 2015 ist Caitlin Stasey als Zofe von Königin Mary (Adelaide Kane) zu sehen. Außerdem spielt die Schauspielerin 2013 eine Hauptrolle in der australischen Serie Please Like Me.
2017 ist sie Teil des Stammcasts der Serie APB.