Cline pasó algunos de sus primeros veranos en la ciudad de Nueva York trabajando en anuncios televisivos para empresas como T-Mobile y Sunny D.[2] Pronto comenzó con pequeños papeles como Chloe en la película Boy Erased y Taylor Watts en la serie Vice Principals.
También tuvo papeles de reparto en las series The Originals y Stranger Things.
En 2018, Cline interpretó a Sarah Cameron en la serie juvenil Outer Banks, cuya primera temporada se estrenó el 15 de abril de 2020.
Considerado su papel más destacado hasta la fecha, la serie recibió críticas positivas y su segunda temporada se estrenó en julio de 2021.
[6][7] Madelyn Cline, hija de la agente inmobiliaria Pam y del ingeniero Mark Cline, nació y se crio en Goose Creek, Carolina del Sur, cerca de Charleston.