Летом 2005 года Лиана Либерато посетила актерский детский лагерь в Калифорнии, где ее заметили продюсеры. Вскоре девочка получила свою первую роль на телевидении: ее дебютом стали съемки в одном из эпизодов популярного сериала «CSI: Майами».
Лиана также получила предложение о модельной работе: в это же время она снималась в рекламе для известной сети магазинов одежды Seppälä.
В следующие годы юная актриса сыграла в нескольких популярных сериалах, а в 2007 году впервые появилась на большом экране. Она снялась в драме Майкла Лэндона-мл. «Последний пожиратель грехов» (The Last Sin Eater, 2007). Одной из работ Лианы Либерато является криминальный триллер Джоэля Шумахера «Что скрывает ложь», главные роли в котором исполнили популярные голливудские актеры Николас Кейдж и Николь Кидман.