Дебютной ролью Сирши стал медицинский телесериал «Клиника», выходивший в 2003 году в прайм-тайм по одному из главных государственных ирландских телеканалов. Сериал получил множество наград, а юную актрису, снявшуюся в нескольких эпизодах, заметили другие режиссеры. В 2004-2005 годах девочка приняла участие в съемках мини-сериала «Доказательство». Одновременно с этим Ронан участвовала в пробах на роль Луны Лавгуд для фильма «Гарри Поттер и Орден феникса», но уступила другой ирландке - Эванне Линч.
Когда Сирше исполнилось двенадцать лет, ее пригласили на пробы. После удачного прослушивания девочка получила роль тринадцатилетней начинающей писательницы Брайони Таллис в военной драме Джо Райта «Искупление», снятой по одноименному роману Иэна Макьюэна. Партнерами Ронан стали знаменитые актеры Кира Найтли и Джеймс МакЭвой. Мировые кассовые сборы фильма составили 130 миллионов долларов. Картина была удостоена множества престижных наград, включая премию BAFTA за лучший фильм и «Золотой глобус» за лучший драматический фильм. Юная актриса получила хвалебные отзывы критиков и стала самой юной номинанткой на премии BAFTA, «Золотой Глобус» и «Оскар» в категории «Лучшая женская роль второго плана».
Следующим фильмом с участием Сирши стала комедийная мелодрама 2007 года «Я никогда не буду твоей» с Мишель Пфайффер в главной роли. Из-за проблем с финансированием картина без предварительного показа в кинотеатрах была сразу выпущена на DVD. Фильм был холодно оценен критиками как несмешная смесь из сатиры на шоу-бизнес и шаблонов романтической комедии.
В следующем году Сирша исполнила роль в триллере «Смертельный номер», рассказывающем о судьбе всемирно известного иллюзиониста Гарри Гудини. Главные роли принадлежали Кэтрин Зете-Джонс и Гаю Пирсу. Несмотря на это, фильм провалился в прокате. За исполнение роли Ронан была удостоена премии ирландского кино и телевидения. В этом же году Сирша исполнила главную роль в постапокалиптическом фантастическом фильме Джила Кенана «Город Эмбер: Побег», созданном по мотивам романа Джин Дюпро. Картина получила смешанные отзывы критиков и не окупила затрат на собственное производство.
В 2009 году на экраны вышла драма Питера Джексона «Милые кости». Фильм был экранизацией одноименного бестселлера Элис Сиболд. Героиня Ронан – убитая четырнадцатилетняя девочка, которая следит за происходящим в ее семье из своего потустороннего мира между землей и раем. Изначально Сирша и ее семья были категорически против исполнения девочкой подобной роли. Ронан дала свое согласие на съемки только после того, как режиссер переубедил ее при личной встрече. Партнерами девочки стали Рэйчел Вайс и Марк Уолберг. Фильм вызвал смешанные отзывы. В основном это относилось к сюжету картины и ее общему посылу. Игра Сирши была названа «волшебной». Юная актриса была удостоена наград Critics 'Choice Award, Saturn и второй номинации на премию BAFTA.
В 2010 году Ронан исполнила роль в драме «Путь домой», снятой по мемуарам польского военного. Фильм получил множество положительных отзывов, а актрисе присудили еще одну премию ирландского кино и телевидения.
В 2011 году Сирша возобновила сотрудничество с режиссером Джо Райтом. В этот раз девушка исполнила главную роль в его остросюжетном боевике «Ханна. Совершенное оружие». На 2012 год запланирован выход фантастического триллера Нила Джордана «Византия», где Ронан сыграет одну из ключевых ролей.
В свободное от съемок время Сирша поддерживает ирландское благотворительное общество помощи животным «Синий крест» в знак признательности за то, что когда-то они помогли ей отыскать свою пропавшую собаку Сесси.
