После этого начинающая актриса отправилась в Нью-Йорк в поисках работы на театральных подмостках. Несколько лет поиски шли с переменных успехом, четыре года ей пришлось провести в Кентукки, где она получила работу в театре города Луисвилль. Самым большим достижением в конце 70-х стали съемки в рекламе кондиционера для белья. В 1984 году Марго получила роль в спектакле «Конкурс “Мисс фейерверк”» вместе с будущей звездой Холли Хантер. В 1989 году спектакль превратился в фильм, и Мартиндейл повторила свою роль в кино.
В конце 80-х Мартиндейл переехала в Лос-Анджелес, где начала получать роли на телевидении. В 1990 году она снялась в спортивном экшене «Дни грома» с Томом Крузом в главной роли. Спустя год она засветилась в диснеевском хите «Ракетчик».
Но заявить о себе ей удалось только в 1992 году, когда она получила роль матери больного ребенка в «Масле Лоренцо». Фильм оказался для актрисы знаковым еще и потому, что с него началось плодотворное сотрудничество с Сьюзен Сарандон. В 1995 году Марго сыграла подругу ее героини в оскароносной драме «Мертвец идет». Способность Мартиндейл вызвать у зрителей сочувствие к ее не слишком удачливым, но преданным героиням в дальнейшем принесла ей роли заботливых сиделок, ответственных социальных работников, участливых психиатров, добродетельных монахинь. Актрису стали очень активно приглашать на второстепенные, но заметные роли.
В 2003 Мартиндейл дебютировала на Бродвее в спектакле «Кошка на раскаленной крыше» по пьесе Теннесси Уильямса. Роль была отмечена номинацией на «Тони».
Свою первую главную роль Мартиндейл сыграла в 2006 году в короткометражке «14-й округ» Александра Пэйна, вошедшей в популярный альманах «Париж, я люблю тебя» 2006 года. Роль неуклюжей американской туристки была написана специально для Марго.
Роль главы преступного клана в маленьком провинциальном городке во втором сезоне сериала «Правосудие» принесла ей «Эмми» в номинации «Лучшая актриса второго плана в драматическом сериале». Она также была номинирована на премию Ассоциации телекритиков.