Pally har medvirket i film som Iron Man 3, Taking Woodstock, Solitary Man, Assassination of a High School President, The To Do List og A.C.O.D. og Slow Learners. Han har haft gæsteoptrædener i Last Week Tonight with John Oliver, Californication og The Colbert Report. Han har skrevet og medvirket i Adult Swim-serien NTSF:SD:SUV::. Pally og den hyppige samarbejdspartner Gil Ozeri er i øjeblikket ved at skrive et manuskript, der produceres af Will Ferrell & Adam McKays selskab Gary Sanchez Productions.
Fra april 2011 til maj 2013 spillede Pally hovedrollen som Max Blum, en af hovedpersonerne i ABC-ensemblekomedieserien Happy Endings, sammen med Eliza Coupe, Elisha Cuthbert, Zachary Knighton, Damon Wayans, Jr. og Casey Wilson. I 2013 blev Pally nomineret for “Best Supporting Actor in a Comedy Series” ved Critics’ Choice Television Awards for sit arbejde i sæson tre af Happy Endings. Skuespillerne blev genforenet i juli 2020 til episoden med pandemitemaet And the Pandemmy goes to… for at samle penge ind til velgørenhedsorganisationerne Color of Change og World Central Kitchen.
Efter aflysningen af Happy Endings i 2013 sluttede Pally sig til skuespillerne i The Mindy Project som fastansat i anden og tredje sæson, hvor han spillede rollen som Dr. Peter Prentice. Han forlod serien midtvejs i tredje sæson og havde sin sidste optræden som fastansat i serien i 2015.
Pally indspillede en hovedrolle over for T.J. Miller og Thomas Middleditch i komedien Search Party. Denne film tjener som instruktørdebut for manuskriptforfatter Scot Armstrong. Han medvirkede også i indiefilmene Slow Learners og Night Owls, der begge udkom i 2015.
Mediebidrag og optrædenerRediger
Pally er en regelmæssig bidragyder til humorhjemmesiden Funny or Die, hvor han er mest kendt for sin serie Riding Shotgun with Adam Pally, hvor han interviewer berømtheder i sin bil. I 2009 skabte han for UCB Comedy en parodi på internetfænomenet “David After Dentist”; hans hedder “David After Divorce”, og han taler næsten nøjagtigt de samme replikker som David, dog til et andet sæt spørgsmål. Den har fået omkring 5 millioner hits på YouTube.
I 2011 var Pally med i det komiske sceneshow The Realest Real Housewives, der er skabt af hans Happy Endings-medspiller Casey Wilson.
Pally har optrådt regelmæssigt i mange podcasts på Earwolf-netværket, såsom Comedy Bang! Bang!, improv4humans, Who Charted og How Did This Get Made?.
Den 5. juni 2015 fik Pally og komikervennerne Gil Ozeri og John Gemberling opmærksomhed, da de i samarbejde med Funny or Die live-streamede deres 50-timers maraton af Entourage, hvor de så hvert afsnit i træk uden pauser i 50 timer i træk.