Dopo aver conseguito il dottorato, Dynan è entrata a far parte della sezione di analisi macroeconomica del Federal Reserve Board. È rimasta alla Federal Reserve per 17 anni, servendo in una varietà di posizioni senior. Nel 1998, ha avuto un appuntamento in visita alla Johns Hopkins University. Dal 2003 al 2004, Dynan ha lavorato come economista senior nello staff del Council of Economic Advisers quando Greg Mankiw era presidente. Nel 2009, ha lasciato la Federal Reserve per diventare Vice Presidente per gli studi economici presso la Brookings Institution. Nel 2013, è stata nominata Robert S. Kerr Senior Fellow alla Brookings.
Nell’agosto 2013, Dynan è stato nominato dal presidente Obama come Assistente Segretario del Tesoro per la politica economica e capo economista del Dipartimento del Tesoro degli Stati Uniti. È stata confermata dal Senato degli Stati Uniti nel giugno 2014. In questo ruolo, ha consigliato il Segretario del Tesoro sugli sviluppi economici attuali e futuri negli Stati Uniti e ha assistito nella determinazione di politiche economiche appropriate in settori che vanno dall’alloggio all’istruzione.
Dynan ha presieduto il Board of Overseers del Panel Study of Income Dynamics e ha fatto parte del Bureau of Economic Analysis Advisory Committee, del Financial Diaries Advisory Board degli Stati Uniti e dell’American Economic Association Committee on Economic Statistics.