Lima từng là diễn viên chính trong loạt phim hài trên internet Poor Paul (2008-2009) và sau đó trở thành diễn viên chính trong bộ phim truyền hình y khoa của Fox, The Mob Doctor (2012-2013). Cô đã đóng vai phụ trong loạt phim gián điệp của NBC, Allegiance (2015), là diễn viên chính trong loạt phim hồi hộp của ABC, The Family (2016) và có vai phụ trong loạt phim hành động của Fox, Lethal Weapon (2016). Từ năm 2016-2017, Lima đóng vai thám tử đồng tính Maggie Sawyer trong mùa thứ hai và ba của Supergirl trên The CW. Năm 2018, Lima đóng vai bác sĩ tâm thần Krista Dumont trong mùa thứ hai của The Punisher trên Netflix. Năm 2019, Lima tham gia mùa thứ hai của loạt phim A Million Little Things trên ABC với vai cựu chiến binh và nhà trị liệu vật lý Darcy Cooper. Cô trở thành diễn viên chính trong mùa thứ 3 (2021). Lima cũng từng xuất hiện trong các tập phim của How I Met Your Mother (2008), Ghost Whisperer (2009), Melrose Place (2009), House (2010), In Plain Sight (2010), Franklin & Bash (2011) và CSI: Crime Scene Investigation (2014).
