I tillegg til scenearbeidet har Hilty også hatt en vellykket TV-skuespillerkarriere. Hun er mest kjent for sin hovedrolle som Ivy Lynn i komedie-dramaserien Smash (2012–2013), som hun mottok to Golden Globe Award-nominasjoner for. Hun har også hatt tilbakevendende roller i seriene The Good Wife (2010–2016) og The Mindy Project (2013–2017).
Hiltys andre TV-kreditter inkluderer gjesteroller i serien Sex and the City (2004), Curb Your Enthusiasm (2007), Ugly Betty (2009) og Glee (2010). Hun har også gitt uttrykk for karakteren til Rapunzel i den animerte serien Tangled:The Series (2017–2020).
Hilty har også gitt ut to solostudioalbum, It Happens All the Time (2009) og Megan Hilty (2013).