Mit gerade einmal 13 Jahren startete die Schauspielerin ihre Fernsehkarriere mit einer Doppelrolle in der Serie "All My Children" (2004-2010). Für ihre Darstellung der autistischen Lily Montgomery und ihrer Halbschwester Ava Benton wurde sie 2006 für einen Emmy als "Outstanding Younger Actress in a Drama Series" nominiert. Es folgten weitere Auftritte in Fernsehserien, so war Rambin unter anderem in "Grey‘s Anatomy – Die jungen Ärzte" (2009-2010), "CSI: Miami" (2011) und "One Tree Hill" (2011) zu sehen. Außerdem ergatterte Rambin 2012 die Rolle der Glimmer im Golden-Globe-nominierten Hollywood Blockbuster "Tribute von Panem – The Hunger Games". Ein Jahr später übernahm sie ihren bisher größten Part in einem Spielfilm und verkörperte in "Percy Jackson: Im Bann des Zyklopen" die Hauptrolle der Clarisse La Rue. In der Crime-Serie "Gone" spielt Leven Rambin die Rolle der Kit "Kick" Lanigan.