En 1989 consiguió su primer papel regular en Free Spirit (ABC). A lo largo de los 90 apareció en varios anuncios de televisión. Durante esa década también protagonizó varios telefilmes como Cambiadas al nacer (1991) o A case for life (1996).
En 1997 consiguió el papel de Willow Rosenberg en Buffy, la cazavampiros, serie que se convirtió en un éxito y que le sirvió el reconocimiento del público. En su recta final en la serie (2003), la actriz cobraba 250.000 dólares por episodio. Gracias a su trabajo en esta serie, Hannigan apareció en American Pie, American Pie 2, American Wedding y Boys and Girls. Recuperó su papel de Willow en la séptima temporada de la serie y en la cuarta del spin-off de ésta: Angel.