Alley menjadi terkenal pada 1987 ketika berperan sebagai Rebecca Howe di sitkom Cheers yang tayang di NBC. Dia mendapatkan Golden Globe untuk aktris terbaik dan Emmy untuk kategori aktris utama untuk perannya dalam serial yang berbasis di Boston tersebut.
Sang aktris kemudian mendapat kemenangan Emmy kedua untuk peran sebagai Sally Goodson di David's Mother pada 1994. Alley juga muncul di acara televisi lain, termasuk Veronica's Closet (1997-2000), Fat Actress (2005), Kirstie (2013-2014), dan Scream Queens (2015-2016).
Alley turut membintangi film Star Trek II: The Wrath of Khan (1982), Summer School (1987), Look Who's Talking (1989), It Takes Two (1995), dan Drop Dead Gorgeous (1999). Pada 2010, hidupnya diadaptasi dalam serial TV realitas Kirstie Alley's Big Life. Dia juga berkompetisi di Dancing with the Stars musim ke-12 pada 2011, dan The Masked Singer pada 2022, dikutip dari laman //People//, Selasa (6/12/2022).