Филми:
* Капитан Америка:Първият отмъстител (2011) като Пеги Картър
* Капитан Америка:Зимният войник (2014) като Пеги Картър
* Отмъстителите:Ерата на Ултрон (2015) като Пеги Картър
* Отмъстителите:Краят на играта (2019) като Пеги Картър
* Херцогинята (2008) като лейди Елизабет Фостър
* Брайдсхед отново посетен (2008) като Джулия Флайт
* Краят на света (2013) като Sam
* ИЗГЪНАТ (2018) като Анна
* Човекът, който измисли Коледа (2017) като Катрин Дикенс
* Кристофър Робин (2018) като Евелин Робин
* Мисията невъзможна - Fallout (2018) като агент 11
* Ребека (2020) като г-жа де Винтер
* Електрическият живот на Луис Уейн (2021) като Емили Ричардсън
* Ниво на шеф (2021) като полковник Карлсен
* Черна вдовица (2021) като Пеги Картър
Телевизия:
* Приключенията на Мерлин (2008) като лейди Вивиан
* Затворникът (2009) като номер 30
* Отвърнете на удара (2010) като сержант Рейчъл Далтън
* Стълбовете на Земята (2010) като Aliena
* Агент Картър (2015-2016) като Пеги Картър
* Хауърдс Енд (2017) като Маргарет Шлегел
* Присъда (2016) като Хейс Морисън
* Преследването на любовта (2021) като Фани Логан
* Жената в къщата от другата страна на улицата от момичето от прозореца (2022) като Анна
* Змийската кралица (2022) като Катрин де Медичи
* Мисията невъзможна - Мъртво разплащане, част първа (2023) като агент 11
Предстоящи проекти:
* Мисията невъзможна - Мъртво разплащане, част втора (2024) като агент 11
* Погребението (2023) като Каролин
Този списък не е изчерпателен и има и други проекти, в които Хейли Атуел е участвала през цялата си кариера.