Rose ha avuto il suo debutto come attrice all'età di diciassette anni, nel 1992, con un piccolo ruolo nel film Il mio amico scongelato. Il suo ruolo in una commedia nera del 1995, Doom Generation, attirò su di lei l'attenzione dei critici cinematografici e ricevette una candidatura per il miglior debutto all'edizione 1996 degli Independent Spirit Awards. Nello stesso anno fu inoltre scelta per il ruolo di Tatum Riley, "migliore amica" di Sidney Prescott, nel cult movie horror Scream.

Durante la seconda parte degli anni 1990, Rose ha partecipato a film indipendenti come Southie (2000), Vivere fino in fondo e Lewis & Clark & George (1997) nonché l'adattamento del 1998 di Phantoms, dal romanzo di Dean R. Koontz. Nel 1999 ha invece preso parte ad un'altra commedia nera, Amiche cattive, in cui interpretava una studentessa delle superiori che cercava di nascondere il suo coinvolgimento nell'omicidio di un'amica.

Nel 2001, dopo alcune piccole parti (come un ruolo nel film a tema wrestling, Pronti alla rissa, dove ha interpretato un'addetta al box-office), e la sua partecipazione a Monkeybone, Rose entra nel cast fisso della popolare serie TV Streghe, dove dalla quarta stagione subentra a Shannen Doherty. Per questa sua interpretazione riceve un Family Television Award. Nel maggio del 2005 ha poi interpretato la cantante/attrice Ann-Marget nella miniserie della CBS sulla vita di Elvis Presley.

Nel 2007 viene scelta come protagonista del doppio capitolo cinematografico Grindhouse, di Quentin Tarantino e Robert Rodriguez: in A prova di morte ricopre il ruolo dell'ingenua Pam, e in Planet Terror della spogliarellista Cherry Darling. In qualità di attrice, nel 2008 presenta The Essentials, vetrina cinematografica settimanale del canale televisivo TMC.

Successivamente è stata scelta per alcuni film "fantasma" non più girati a causa della crisi finanziaria che ha colpito l'industria cinematografica. Ha poi recitato in Fifty dead men walking e nella sesta stagione del medical Nip/Tuck, accanto a Julian McMahon, già suo collega in Streghe.

Nel 2010 inizia le riprese di Dead Awake, dove la McGowan interpreta la protagonista Charlie. Sempre nello stesso anno inizia le riprese di Machete, il film splatter di Robert Rodriguez, dove impersona la serial-killer Ginger in una sola scena; nel montaggio definitivo tale sequenza è stata, però eliminata, ma è possibile visionarla tra i contenuti speciali dell'edizione DVD.

L'anno seguente interpreta Marique, un personaggio metà umano e metà strega, nel film Conan the Barbarian di Marcus Nispel. Ancora nel 2011 inizia le riprese di Rosewood Lane, thriller di cui la McGowan è protagonista interpretando il ruolo di Sonny Blake, una psicologa perseguitata da un inquietante ragazzo; e in The Pastor's Wife, film TV ispirato a una storia vera, in cui la McGowan interpreta la protagonista, Mary Winkler, una casalinga che uccide il proprio marito. Partecipa poi alla serie C'era una volta della ABC dove recita per la terza volta nei panni di una strega, Cora, ovvero la regina di cuori.

Nel settembre 2015 debutta come cantante con il singolo RM486 accompagnato da un video diretto da Jonas Akerlund; in un'intervista ha dichiarato: «mi sono svegliata un giorno e ho realizzato che odiavo e avevo sempre odiato recitare. Sono per la maggior parte uomini a scrivere le sceneggiature, perciò per quindici anni ho dato voce a pensieri maschili». Nel luglio 2016 dirige il video musicale del remix di Catman (The Rosies Are Coming), canzone di Yoko Ono.