So blieb dann erst einmal nur das Theater. Im Alter von 15 Jahren stand Sheryl Lee in ihrer Highschool erstmals auf der Bühne. Im Stück "The Bad Seed" spielte sie eine Mutter, die Selbstmord begeht. Die Schauspielerei verfolgte sie nach ihrem Highschool-Abschluß konsequent weiter. Zunächst besuchte sie für ein Semester die American Academy of Dramatic Arts in Pasadena, danach besuchte sie sowohl die North Carolina School of the Arts und das National Conservatory Theater in Denver.
Nach einem kurzen Besuch der Colorado Universität lernte Sheryl Lee einen Regisseur kennen, der in Seattle gerade eine Theatertruppe aufmachen wollte. Also zog sie um, und in Seattle lief ihr dann Regisseur David Lynch über den Weg, der gerade den Pilotfilm zu seiner Serie "Twin Peaks" drehte. Er engagierte Sheryl Lee für die Rolle der Laura Palmer, und ein halbes Jahr später ging sie nach Los Angeles, um in der Serie dabei zu sein. Auch im Twin Peaks - Der Film von 1992 spielte sie mit.
Ihr Leinwanddebüt gab Sheryl Lee 1990 mit einem Kurzauftritt in "Ich liebe dich zu Tode" von Lawrence Kasdan. Es folgte eine kleine Nebenrolle in David Lynchs "Wild at Heart - Die Geschichte von Sailor und Lula" (1990) und die Hauptrolle in der NBC-Miniserie "Love, Lies and Murder" (1991). Danach sah man sie hauptsächlich in zweitklassigen Filmen oder TV-Produktionen. Zu ihren Titeln zählen "Jersey Girl" (1992), "Fall Time" (1994) mit Mickey Rourke oder das lähmende Generation-X-Filmchen "Don't do it". 1996 erschien sie in in der Vonnegut-Verfilmung "Mother Night".
In "Bliss - Im Augenblick der Lust" (1997) spielte Sheryl Lee eine Gattin mit Orgasmusproblemen, die sich von einem schrägen Therapeuten (Terence Stamp) kurieren lässt. Braver ging es in dem Bibelfilm "Die Bibel - David" (1996) zu, wo sie an der Seite von Jonathan Pryce und Leonard "Mr. Spock" Nimoy agierte. "Ohne Gewissen" (1996) war ein harter Thriller mit Billy Zane und Gina Gershon. 1999 sah man Sheryl Lee schließlich in John Carpenters "John Carpenters Vampire" und in Roger Youngs Melodram "Kiss The Sky" (1999).
Neben ihrer Filmkarriere pflegt sie auch immer noch das Theater. So stand sie neben Al Pacino in "Salome" auf der Bühne. Sheryl Lee genießt übrigens den Ruf, sich sowohl auf der Bühne als auch in ihren Filmen des öfteren der Textilien zu entledigen, obwohl sie selbst sagt, dass sie Nacktszenen hasst.
Weitere Filme mit Sheryl Lee: "Backbeat" (1993), "Eine Sommernacht in L.A." (1993), "Herz einer Unbeugsamen" (1994), "Schatten der Schuld" (1996), "Blutorangen" (1997), "Ein hoffnungsvoller Nachwuchskiller" (1998), "L.A. Doctors" (Serie, 1998-1999), "Kiss the Sky" (1999), "Hitched ", "Dante's View" (beide 2001), "Children on Their Birthdays" (2002), "Kingpin", "Without a Trace" (Serie, beide 2003), "Paradise, Texas" (2005), "One Tree Hill" (Serie, 2005-2006), "House M.D." (Serie), "The Secrets of Comfort House" (beide 2006), "State of Mind" (Serie, 2007), "Dirty Sexy Money" (Serie, 2007-2008), "Winter's Bone" (2010), "Texas Killing Fields" (2011).