Après avoir obtenu son doctorat, Dynan a rejoint la Section d’analyse macroéconomique du Conseil d’administration de la Réserve fédérale. Elle est restée à la Réserve fédérale pendant 17 ans, occupant divers postes de direction. En 1998, elle a eu un rendez-vous de visite à l’Université Johns Hopkins. De 2003 à 2004, Dynan a été économiste principal au sein du personnel du Conseil des conseillers économiques lorsque Greg Mankiw était président. En 2009, elle quitte la Réserve fédérale pour devenir Vice-présidente des Études économiques à la Brookings Institution. En 2013, elle a été nommée Robert S. Kerr Senior Fellow à Brookings.
En août 2013, Dynan a été nommé par le Président Obama Secrétaire adjoint au Trésor pour la Politique économique et Économiste en chef du Département du Trésor des États-Unis. Elle a été confirmée par le Sénat américain en juin 2014. À ce titre, elle a conseillé le Secrétaire au Trésor sur les développements économiques actuels et futurs aux États-Unis et a aidé à la détermination de politiques économiques appropriées dans des domaines allant du logement à l’éducation.
Dynan a présidé le Conseil des superviseurs du Panel Study of Income Dynamics et a siégé au Bureau of Economic Analysis Advisory Committee, au U.S. Financial Diaries Advisory Board et au Comité des statistiques économiques de l’American Economic Association.