Tidlig karriere
Efter sin eksamen havde Fey først planer om at tage en kandidatuddannelse i dramatik på DePaul University i Chicago, Illinois. Men "jeg fik bare en fornemmelse af, at det ikke ville fungere ... [at] de ville tage mine penge og så afskære mig fra programmet." Hun flyttede alligevel til Chicago, da hun kendte til improvisationsgruppen The Second City. Hun tog aftenkurser på Second City. Hun havde et dagjob som receptionist i en YMCA i Evanston for at betale for undervisningen. Da hendes Second City-uddannelse begyndte, blev hun stærkt involveret i "improvisationskulten". Hun blev, som hun senere kaldte det, "som en af de der atleter, der prøver at komme med til OL". Det hele handlede om blind fokus. Jeg var så sikker på, at jeg gjorde præcis det, jeg var sat på denne jord for at gøre, og jeg ville have gjort hvad som helst for at komme op på den scene. Ikke på grund af SNL, men fordi jeg ønskede at hellige mit liv til improvisation. Jeg ville have været helt tilfreds med at blive på Second City for evigt."
I 1994 blev hun en del af rollelisten i The Second City. Hun optrådte i otte shows om ugen i to år. Hun var også med i revyerne Citizen Gates (1996) og Paradigm Lost (1997), hvor hun optrådte sammen med Scott Adsit, Kevin Dorff, Rachel Dratch, Jenna Jolovitz og Jim Zulevic. Improvisation blev en vigtig del af hendes forståelse af, hvad det vil sige at være skuespillerinde, som hun bemærkede i et interview til The Believer i november 2003:
Da jeg startede, havde improvisation den største indflydelse på mit skuespil. Jeg studerede de sædvanlige skuespilmetoder på universitetet - Stanislavsky og hvad ved jeg. Men intet af det virkede for mig. Mit problem med den traditionelle skuespilmetode var, at jeg aldrig forstod, hvad man skulle tænke på, når man står på scenen. Men på Second City lærte jeg, at dit fokus udelukkende skal være på din partner. Du tager det, de giver dig, og bruger det til at opbygge en scene. Det åbnede det for mig. Pludselig gav det hele mening. Det handler om din partner. Ikke hvad du vil sige, ikke at finde de perfekte manerer eller tics til din karakter, ikke hvad du vil spise senere. Improvisation hjalp mig med at distrahere mig fra min sædvanlige scenedumhed og sætte mit fokus et andet sted hen, så jeg kunne holde op med at spille skuespil. Det er vel alligevel det, som method acting skal opnå. Det distraherer dig, så din krop og dine følelser kan arbejde frit. Improvisation er bare en version af method acting, som fungerer for mig.
Mens hun var i Chicago, forsøgte Fey sig også som noget, hun senere kaldte et "amatøragtigt" forsøg på stand-up comedy. Hun optrådte også i ImprovOlympic teateret.
Saturday Night Live (1998-2006)
Mens Fey optrådte med Second City i 1997, sendte hun flere manuskripter til NBC's Saturday Night Live (SNL). Hun var blevet bedt om at sende dem af SNL's chefforfatter Adam McKay. McKay var en tidligere medvirkende i Second City. Hun blev ansat som forfatter til SNL efter et møde med SNL-skaber Lorne Michaels. Fey flyttede til New York. Hun fortalte The New Yorker: "Jeg havde altid haft øje på showet, på samme måde som andre børn har øje på Derek Jeter". I begyndelsen "kæmpede" Fey med SNL. Hendes første sketch, der blev sendt, havde Chris Farley i hovedrollen i en Sally Jessy Raphael-satire. Fey fortsatte med at skrive en række parodier. Heriblandt en af ABC's morgentalkshow The View. Hun var med til at skrive sketchen "Sully and Denise" sammen med Rachel Dratch, som spiller en af teenagerne.
Fey spillede en statist i et af episoderne i 1998. Efter at have set sig selv besluttede hun sig for at gå på slankekur. Ved at gå på slankekur tabte hun 30 pund. Hun fortalte New York Times: "Jeg var helt normalvægtig. Men jeg var her i New York City, jeg havde penge, og jeg kunne ikke købe noget tøj. Efter jeg tabte mig, var der interesse for at få mig på kamera." I 1999 stoppede McKay som hovedforfatter. Michaels bad Fey om at erstatte McKay. Hun blev SNL's første kvindelige chefforfatter. Fey gør ikke noget stort nummer ud af denne bedrift, fordi der ikke har været ret mange chefredaktører.
I 2000 begyndte Fey at optræde i sketches. Hun og Jimmy Fallon blev medansvarlige for SNL's Weekend Update-segment. Fey indrømmede, at hun ikke havde bedt om at komme til audition, men at Michaels bad hende om at gøre det. Michaels forklarede, at der var "kemi" (forbindelse) mellem Fey og Fallon. Michaels sagde dog, at det var "lidt risikabelt" at vælge Fey på det tidspunkt. Hendes rolle i Weekend Update blev godt modtaget af kritikerne. Ken Tucker fra Entertainment Weekly skrev: "...Fey leverer sådanne slagpile - giftige vittigheder skrevet i lange, præcist parrede sætninger uden fortilfælde i Update-historien - med et så lyst, solrigt ansigt gør hende så meget desto mere djævelsk dejlig." Dennis Miller, et tidligere castmedlem af SNL og ankermand for Weekend Update, var glad for Fey som en af ankerne for segmentet: "...Fey er måske den bedste Weekend Update-anker, der nogensinde har været med. Hun skriver de sjoveste jokes". Robert Bianco fra USA Today kommenterede dog, at han ikke var "begejstret" for parringen.
I 2001 vandt Fey og forfatterne en Writers Guild of America Award for SNL's 25-års jubilæumsspecial. Året efter, ved Emmy Awards-ceremonien i 2002, vandt hun og forfatterteamet en Emmy for fremragende tekstforfatning til et varieté-, musik- eller komedieprogram.
Parret Fey og Fallon sluttede i maj 2004. Fallon forlod showet i slutningen af den sæson. Han blev erstattet af Amy Poehler. Det var første gang, at to kvinder var medansvarlige for Weekend Update. Fey afslørede, at hun "hyrede" Poehler som sin medvært til segmentet. Modtagelsen af Fey og Poehler som team var positiv. Rachel Sklar fra Chicago Tribune bemærkede, at parret "har været en morsom, perfekt succes, da de spiller hinanden ud med hurtige one-liners og dødspandede leveringer".
Sæsonen 2005-2006 var Feys sidste. Efter den forlod hun den for at lave 30 Rock.
30 Rock (2006-nutid)
I 2002 foreslog Fey en pilotafsnit til en situationskomedie om et kabelnyhedsnetværk til NBC, som afviste det. Pilotafsnittet blev skrevet igen for at fokusere på en serie i SNL-stil. Den blev accepteret af NBC. Hun underskrev en kontrakt med NBC i maj 2003. Den gav hende mulighed for at forblive i sin stilling som SNL-chefredaktør i hvert fald til og med tv-sæsonen 2004-2005. Som en del af kontrakten skulle Fey udvikle et primetime-projekt, der skulle produceres af Broadway Video og NBC Universal. Hun begyndte at udvikle pilotprojektet under arbejdstitlen Untitled Tina Fey Project. Pilotprojektet, der blev instrueret af Adam Bernstein, handlede om chefredaktøren for et varietéshow og om, hvordan hun håndterede sine relationer til showets stjerne og den administrerende producent. I oktober 2006 blev pilotprojektet sendt på NBC som 30 Rock. Selv om afsnittet generelt fik gode anmeldelser, endte det på tredjepladsen i sin sendetid.
Tv-selskabet gav serien en anden sæson, som begyndte i oktober 2007. Seriens tredje sæson havde premiere den 30. oktober 2008. Premiereafsnittet satte rekorder for seriens højeste seertal. I januar 2009 fornyede NBC 30 Rock for sæsonen 2009-2010.
I 2007 modtog Fey en Emmy Award-nominering for fremragende skuespillerinde i en komedieserie. Selve showet vandt i 2007 en Emmy for fremragende komedieserie. I 2008 vandt hun Golden Globe-, Screen Actors Guild- og Emmy-priserne, alle i kategorien Bedste skuespillerinde i en komedieserie. Året efter vandt Fey igen Golden Globe og Screen Actors Guild Award i de samme kategorier. Hun blev også nomineret til en Emmy Award. I begyndelsen af 2010 modtog Fey en Golden Globe-nominering for bedste skuespillerinde. Hun vandt Screen Actors Guild Award for bedste hovedrolle som skuespillerinde.
Sarah Palin
I september og oktober 2008 var Fey gæst på SNL for at optræde med en række parodier på den republikanske vicepræsidentkandidat Sarah Palin. I premiereafsnittet af den 34. sæson, der blev sendt den 13. september 2008, imiterede Fey Palin i en sketch sammen med Amy Poehler som Hillary Clinton. I deres nummer indgik det, at Clinton gjorde grin med Palin om hendes "Tina Fey-briller". Sketchen blev hurtigt NBC.com's mest sete virale video nogensinde. Den havde 5,7 millioner visninger den følgende onsdag. Fey spillede rollen igen i showet den 4. oktober. Hun optrådte også som Palin i showet den 18. oktober, hvor hun fik selskab af den rigtige Sarah Palin. Showet den 18. oktober havde de bedste seertal for et SNL-show siden 1994. Året efter vandt Fey en Emmy i kategorien Outstanding Guest Actress in a Comedy Series for sin rolle som Palin.
I december 2009 satte Entertainment Weekly hendes efterligning på sin "best-of"-liste fra slutningen af årtiet, hvor de skrev: "Feys vanvittigt præcise SNL-efterligning af den kommende vicepræsident (og hendes evne til at finde en balance mellem komedie og grusomhed) var en virkelig transcendent tv-oplevelse."
Andet arbejde
I 2000 arbejdede Fey sammen med SNL-kollegaen Rachel Dratch i Off Broadway-showet Dratch & Fey på Upright Citizens Brigade Theater i New York City. Showet blev godt modtaget af kritikerne. Tim Townsend fra The Wall Street Journal skrev i sin anmeldelse af Dratch & Fey, at det sjove ved at se dem optræde var "at se, hvor godt de har det med hinanden". Han sagde, at showet "ikke handler om to kvinder, der er sjove. [...] Dratch og Fey er bare sjove. Punktum." En af SNL-sketcherne, "Sully and Denise", stammer fra Second City i Chicago.
Den 13. august 2007 var Fey gæst i børne-tv-serien Sesame Street i afsnittet "The Bookaneers". Hun optrådte som gæstedommer i et afsnit af Food Network-programmet Iron Chef America den 25. november 2007. Fey har optrådt i Disneys kampagne "Year of a Million Dreams" som Klokkeblomst sammen med Mikhail Baryshnikov som Peter Pan og Gisele Bündchen som Wendy Darling. Hun har også lavet reklamefilm for American Express-kreditkortet.
Den 23. februar 2008 var Fey vært for det første afsnit af SNL efter Writers Guild of America-strejken i 2007-2008. For denne optræden blev hun nomineret til en Emmy i kategorien individuel præstation i et varieté- eller musikprogram.
Film
I 2002 medvirkede Fey i komedien Martin & Orloff. Hun debuterede som forfatter og medspiller i teenagekomedien Mean Girls fra 2004. Karakterer og adfærd i filmen er baseret på Feys high school-liv på Upper Darby High School. Den er også baseret på non-fiction bogen Queen Bees and Wannabes af Rosalind Wiseman. Med i castet er andre tidligere castmedlemmer fra SNL, herunder Tim Meadows, Ana Gasteyer og Amy Poehler. Filmen modtog positive anmeldelser. Den blev en succes ved billetlugerne og indtjente 129 millioner dollars på verdensplan.
I et interview fra 2004 sagde Fey, at hun gerne vil skrive og instruere film, hvor hun har små roller. Fra april 2006 har Fey arbejdet på et filmmanuskript til Paramount Pictures, som vil indeholde Sacha Baron Cohen, under navnet Curly Oxide og Vic Thrill. Den er løst baseret på den sande historie om en chassidisk rockmusiker. I 2007 fik hun en rolle i den animerede komediefilm Aqua Teen Hunger Force Colon Movie Film for Theaters som teenagernes mor, en kæmpe burrito.
Fey og hendes tidligere SNL-kammerat Amy Poehler spillede med i komedien Baby Mama fra 2008. Filmen blev skrevet og instrueret af Michael McCullers. Filmen handler om Kate (Fey), en forretningskvinde, som ønsker sig et barn, men da hun opdager, at hun kun har en chance på en million til en for at blive gravid, beslutter hun sig for at finde en surrogat: Angie (Poehler), en hvid skørtejæger. Baby Mama fik blandede anmeldelser, men mange kritikere var glade for Feys præstation. Todd McCarthy fra Variety skrev: "Fey er en fornøjelse at se på hele vejen igennem. Hun er i stand til at formidle Kates intentioner og følelser gennem enkle blikke og tonefald, og hun melodramatiserer aldrig sin situation; hendes effektive, perfektionistiske side bliver heller ikke anmassende." Filmen indtjente over 64 millioner dollars i biografen.
Feys projekter efter 2008 omfatter hendes stemme til karakteren Lisa i den engelske udgave af den japanske animationsfilm Ponyo on the Cliff by the Sea (med titlen Ponyo i den amerikanske udgave). I 2009 medvirkede hun i The Invention of Lying sammen med Ricky Gervais, Jennifer Garner, Rob Lowe og Christopher Guest. Hendes næste filmrolle var i Shawn Levys komedie Date Night. Filmen fokuserer på et gift par, spillet af Fey og Steve Carell, der tager på date. Aftenen går dog galt for de to. Derudover har hun sagt ja til at lægge stemme til DreamWorks animationsfilm MegaMind.