Na haar opleiding aan Yale, waar ze studeerde bij Earle R. Gister en in een aantal Shakespeare-toneelstukken speelde, werd Lathan zowel off-Broadway als op het toneel in Los Angeles geprezen. Aangemoedigd door haar vader om van Los Angeles haar professionele basis te maken, vond ze vroege televisierollen in afleveringen van programma’s als In the House, Family Matters, NYPD Blue, en Moesha.
In 1998 kreeg Lathan enige bekendheid met haar rol als de moeder van Wesley Snipes’ titelpersonage in Blade. Ze volgde het jaar daarop met een rol in Life met Martin Lawrence en Eddie Murphy en back-to-back rollen in The Best Man en The Wood. The Best Man was een komische ensemblefilm, met in de hoofdrollen Taye Diggs, Nia Long, Harold Perrineau Jr. en Morris Chestnut. The Best Man werd een van de tien best verdienende Afro-Amerikaanse films in de geschiedenis en Lathan ontving een NAACP Image Award nominatie voor haar prestatie. The Wood, een andere ensemble film met Diggs en Omar Epps in de hoofdrollen, castte haar als de love interest van Epps.
Lathan en Epps werden herenigd in Gina Prince-Bythewood’s Love & Basketball, dit keer als een koppel dat net zo gepassioneerd is over basketbal als ze zijn over elkaar. Haar optreden in Love & Basketball leverde haar in 2001 de NAACP Image Award voor Outstanding Actress in a Motion Picture op, evenals een Independent Spirit Award nominatie voor Beste Actrice en een BET Award. In 2000 speelde Lathan in de Off-Broadway productie van The Vagina Monologues samen met Teri Garr en Julianna Margulies.
In 2001 kreeg Lathan nog meer lof toegezwaaid voor haar werk in de multiculturele komedie Catfish in Black Bean Sauce. Hierna volgde haar tweede samenwerking met Prince-Bythewood: Disappearing Acts; het is gebaseerd op een roman van Terry McMillan. In de HBO film is Lathan gecast als een aspirant singer/songwriter die verliefd is op een timmerman, gespeeld door haar Blade co-ster Wesley Snipes. Voor haar werk in de film verdiende Lathan een Essence Award voor Beste Actrice. Dat jaar werd ze door Ebony magazine uitgeroepen tot één van de 55 Mooiste Mensen en werd ze geëerd door Essence magazine en Black Entertainment Television.In 2002 speelde Lathan in de romantische komedie Brown Sugar, aan de zijde van Diggs, Queen Latifah, en Mos Def. Lathan’s optreden leverde haar een NAACP Image Award nominatie op voor Outstanding Actress in a Motion Picture. De film kreeg ook een NAACP Image Award nominatie voor Outstanding Motion Picture.
In 2004 schitterde Lathan op Broadway in A Raisin in the Sun met Sean Combs, Audra McDonald, en Phylicia Rashad. Lathan ontving een Tony Award nominatie voor Beste Optreden van een Aanbevolen Actrice voor haar rol van Beneatha Younger. Enkele jaren later speelde Lathan de rol opnieuw in een ABC Network productie van A Raisin in the Sun.
In 2003 speelde ze samen met Denzel Washington een rol in Out of Time. Het jaar daarop kreeg ze de hoofdrol in Alien vs. Predator. De film was een groot succes en bracht wereldwijd meer dan 171 miljoen dollar op.
In 2006 speelde ze samen met Simon Baker in Something New, een romantische komedie; als Michelle Landau, de veel jongere vrouw van een Texaanse zakenman (Larry Hagman) tijdens het vierde seizoen van de televisieserie Nip/Tuck; en in 2008 als Andrea in Tyler Perry’s The Family That Preys. In de film spelen ook Alfre Woodard en Kathy Bates mee; hij werd in de V.S. uitgebracht op 12 september 2008. In een interview met NPR, zei Lathan dat het script een nieuwe benadering koos voor het vertellen van een interraciaal liefdesverhaal, door het interne conflict te beschrijven waar sommige Afro-Amerikaanse vrouwen mee te maken krijgen als het gaat om interraciaal daten. “Ik heb het gevoel dat het voor zwarte vrouwen op een bepaalde manier moeilijker is geweest om daarheen te gaan, alleen al in termen van cultuur. Ik weet dat er een statistiek is die zegt dat 13 procent van de zwarte mannen een interraciale relatie heeft. En ik weet niet of je me kunt citeren, maar vier of drie procent van de zwarte vrouwen heeft een interraciale relatie; en ik denk dat dat veel zegt over de loyaliteit van zwarte vrouwen aan hun zwarte man of over hun schuldgevoel om buiten hun ras te treden.”
In 2009 speelde Lathan samen met Matthew Broderick in het drama Wonderful World. Van 2009 tot 2013 sprak ze de stem in van Donna Tubbs in The Cleveland Show. In 2011 speelde Lathan mee in de Steven Soderbergh thriller Contagion naast Matt Damon, Jude Law, Marion Cotillard, Kate Winslet, Gwyneth Paltrow, Bryan Cranston en Laurence Fishburne. In 2011 speelde Lathan met Anthony Mackie en Forest Whitaker in Repentance, een psychologische thriller geregisseerd door Phillipe Caland. Lathan speelde Mona Fredricks in het tweede seizoen van Starz’ originele serie Boss, met Kelsey Grammer in de hoofdrol.
In 2013, hernam Lathan haar rol in The Best Man′s vervolg, The Best Man Holiday. In 2016 werd ze gecast met het ensemble van het vervolg van Now You See Me getiteld Now You See Me 2, dat een box-office succes was, en ze werd gecast in de Sci Fi film Approaching the Unknown. In 2017 keerde Lathan terug op tv in een hoofdrol in de serie Shots Fired, en verscheen ook in de film American Assassin. Lathan werd vervolgens toegevoegd aan de hoofdcast van The Affair, en verscheen in het vierde en vijfde seizoen ervan, en speelde in de Netflix-film Nappily Ever After.