Con tan sólo tres años de edad, Abigail inició su carrera en un comercial para la televisión y dos años después, a los cinco años, hizo su debut cinematográfico en Señales (2002), un thriller de ciencia ficción protagonizado por Mel Gibson y Joaquin Phoenix. 

Con la industria encantada por su ternura y su talento, Breslin protagonizó Little Miss Sunshine (2006), papel que le ganó una nominación a los Premios Oscar en la categoría de mejor actriz de soporte, convirtiéndose en la cuarta actriz más joven jamás nominada en esta categoría. Ella tenía nueve años.

Continuó protagonizando varias películas como Sin reservas (2007), La decisión más dificil (2009) y Zombieland (2009), junto a Emma Stone y Woody Harrelson. También prestó su voz a la película Rango, en donde hace la voz de Pricilla. En el 2015 fue casteada en la serie de horror y comedia: Scream Queens, siendo su primer papel regular para una serie de televisión crrada por Ryan Murphy. En el 2017 protagonizó el remake para televisión de la película Dirty Dancing en FOX. 

Otras cintas que abarca la corta pero exitosa trayectoria de Breslin son Definitivamente tal vez (2008), Año nuevo (2011), Las vueltas del destino (2013), Perfect sisters (2014) y El juego de Ender (2013). Actualmente, Abigail se encuentra en pre-producción de la esperada secuela de Tierra de zombis.