Musik
Pipers første chance i underholdningsverdenen kom, da hun var teenager, da hun blev udvalgt til at medvirke i lørdag morgen i børne-tv-programmet Scratchy and Co. Piper fik senere en rolle i en tv-reklame for popmagasinet Smash Hits. I 1996 sang hun med på en backing-sang Nobody's Business. Det var et dansenummer af h20. Kort efter blev hun som 15-årig tilbudt en pladekontrakt, og i 1998 blev hun den yngste kunstner nogensinde til at starte som nummer et på den britiske singletopliste med "Because We Want To", der blev udgivet under kunstnernavnet "Billie". Hendes opfølgende single "Girlfriend" blev også nummer et, og hendes første album, Honey to the B (udgivet umiddelbart efter), blev nummer 14 på den britiske albumliste. Hun udgav yderligere to singler fra albummet, "She Wants You" og "Honey to the B"; begge sange startede som nummer 3.
Piper brugte derefter et år på at indspille sit andet album. Hun besluttede at udgive flere plader under sit fulde navn, Billie Piper. Hun vendte tilbage til singlelisten i maj 2000 med en ny, mere sexet lyd. Hun nåede førstepladsen med "Day & Night", men succesen skulle ikke fortsætte. Hun ventede til den følgende september med at udgive "Something Deep Inside". Den nåede op på fjerdepladsen på den britiske singlehitliste. I oktober 2000 udgav Piper sit andet album, Walk of Life, som blev nummer 14 på den britiske albumliste. Sangen "Walk of Life", den sidste single fra dette album, blev udgivet i december 2000 og nåede op på nummer 25 på den britiske singletopliste.
I 1999 blev Piper nomineret til to BRIT Awards og blev udnævnt til bedste kvindelige stjerne ved Smash Hits Poll Winners' party, men ved sidstnævnte ceremoni begyndte hun at græde efter at være blevet buhet ud af jaloux fans af Ritchie Neville, medlem af boybandet Five, som hun var kæreste med på det tidspunkt.
Den 15. januar 2007 startede BBC Radio 1 DJ Chris Moyles en kampagne for at få "Honey to the B" tilbage i Top 100 på download-salget som en måde at afprøve nye regler for hitlisterne, der favoriserer download-salg. Kampagnen var meget vellykket, og "Honey to the Bee" kom tilbage på den officielle britiske single-liste som nr. 17, otte år efter at den blev udgivet første gang.
Piper foretrækker læbesang under optrædener. Hun begrunder dette med, at hun er bange for, at hun ikke ville være i stand til at synge live. I 1999 besluttede hun sig imidlertid for at prøve at synge rent faktisk under sin turné i Amerika. Publikum elskede det, men Piper sagde, at det gjorde hende for nervøs til at gøre det i Storbritannien, hvor hun havde mange flere fans. []
Fjernsyn
Efter en længere pause besluttede Piper at afslutte sin popkarriere i 2003 og vende tilbage til sin første ambition, skuespillet, for at vende tilbage til sin første ambition. Hun tog skuespilundervisning, mens hun boede i London. Piper fik meget gode anmeldelser for disse optrædener, og kritikerne sagde, at hun var en langt bedre skuespillerinde end sangerinde.
I 2004 medvirkede Piper i filmene The Calcium Kid, som Orlando Blooms romantiske interesse for Orlando Blooms karakter, og Things to do Before You're Thirty. Kort før hun begyndte at arbejde på Doctor Who, var hun en af hovedpersonerne i gyserfilmen Spirit Trap sammen med den russiske popstjerne Alsou, der udkom i sommeren 2005 og fik dårlige anmeldelser.
I maj 2004 blev det annonceret, at Piper skulle spille rollen som Rose Tyler, som ledsager til Doktoren, spillet af Christopher Eccleston, i den langvarige BBC tv-serie Doctor Who fra 2005. Piper vandt kategorien mest populære skuespillerinde ved National Television Awards i 2005 og 2006 for sit arbejde i Doctor Who. BBC News kårede Piper som et af sine "Årets ansigter" i 2005, primært på grund af hendes succes i Doctor Who. Ved South Bank Show Awards den 27. januar 2006 blev Piper tildelt The Times Breakthrough Award for sin vellykkede overgang fra sang til skuespil. I marts 2006 kårede Television and Radio Industries Club Piper som det bedste nye tv-talent ved deres årlige prisuddeling. I september 2006 blev Piper kåret som bedste skuespillerinde ved TV Quick og TV Choice Awards.
Efter afslutningen af den meget vellykkede første serie af den fornyede Doctor Who offentliggjorde de britiske medier regelmæssigt modstridende rapporter om, hvor længe Piper ville blive i programmet. I marts 2006 hævdede hun, at hun ville fortsætte i Doctor Who til tredje sæson i 2007. Den 10. maj 2006 blev det imidlertid rapporteret, at hun overvejede at stoppe med serien, selv om hun udtrykte interesse for at spille en kvindelig udgave af Doktoren i fremtiden (muligvis i forbindelse med en foreslået Doctor Who spin-off-serie om Rose, som senere blev droppet). Den 15. juni 2006 meddelte BBC, at hun ville afgå i det sidste afsnit af den anden serie, "Doomsday". Pipers beslutning om at forlade serien var blevet truffet et år tidligere, men forblev hemmelig, indtil nyheden om hendes afgang blev offentliggjort.
Den 27. november 2007 bekræftede BBC, at hun ville vende tilbage til sin rolle som Rose Tyler i den fjerde serie i tre afsnit. Senere blev det bekræftet af Russell T. Davies i Doctor Who Magazine, at denne tilbagevenden havde været planlagt, siden hun forlod serien. Det blev også afsløret i Turn Left Doctor Who Confidential, at Billie havde truffet foranstaltninger til at vende tilbage som Rose, siden hun besluttede sig for at gå.
Serien begyndte i april 2008, og efter flere cameos vendte Piper officielt tilbage som Rose i de fire sidste afsnit af serien, Turn Left, The Stolen Earth og Journey's End. Hun har ikke sagt, om hun vil gentage rollen igen, selv om hun på Doctor Who Confidential sagde, at hun tror, at "det aldrig rigtig er slut for Doktoren og Rose", men at det nok var "for den nærmeste fremtid".
I november 2005 spillede Piper hovedrollen som Hero i en BBC-filmatisering af Much Ado About Nothing, opdateret til nutiden ligesom i Canterbury Tales-serien, hvor hun var med, hvor Hero nu er vejrvært på en tv-station.
Piper har afsluttet arbejdet på en BBC-version af Philip Pullmans historiske roman The Ruby in the Smoke, der blev sendt i december 2006, hvor Piper spillede hovedpersonen Sally Lockhart, en forældreløs viktoriansk forældreløs. BBC har planer om at filmatisere alle fire af Pullmans Sally Lockhart-romaner, og Piper fortsætter i rollen i The Shadow in the North, som blev vist i december 2007. I 2007 optrådte hun som hovedpersonen Fanny Price i en filmatisering af Jane Austens roman Mansfield Park, der blev vist på ITV1. Dette var hendes første skuespillerrolle på tv for en anden tv-station end BBC.
Piper har lagt stemme til forskellige tv-reklamer, bl.a. en for Comfort Fabric Softener, der blev vist i juni 2007.
Piper spiller hovedrollen i Secret Diary of a Call Girl, en ITV2-version af Belle de Jour's The Intimate Adventures of a London Call Girl, en erindringsbog, der beskriver livet som prostitueret på højt niveau. I serien, der blev sendt fra den 27. september 2007, ses Piper i flere halvnøgne scener, herunder en lesbisk tumult og en scene, hvor hun sadler en kunde og rider på ham som en hest. Optagelserne til en anden serie med Piper i hovedrollen begyndte i maj 2008, hvor der blev hyret to kropsdubletter for effektivt at skjule Pipers graviditet.
Teater
Piper optrådte for første gang på scenen i en turnerende produktion af Christopher Hamptons stykke Treats, som havde premiere i begyndelsen af 2007 i Windsor. Treats skulle have afsluttet sin turné i West End, på Garrick Theatre, med start den 28. februar 2007 med forpremiere fra den 20. februar. Stykket sluttede officielt fra den 26. maj.
