En 2009, Dyer interpretó a Clarissa Granger en Hannah Montana: The Movie, siendo este su debut cinematográfico.

En 2011, actuó en The Greening of Whitney Brown junto a Brooke Shields y Aidan Quinn, donde interpretó a Lily.

Más tarde, Dyer protagonizó I Believe in Unicorns, una película independiente estrenada el 9 de marzo de 2014 en South by Southwest.

[3]​[4]​ En agosto de 2015, se informó que Dyer había sido seleccionada para interpretar a Nancy Wheeler, una joven que intenta encontrar un equilibrio entre sus valores, emociones y responsabilidades, en la serie Stranger Things, emitida en Netflix.

Dyer es una estudiante de la NYU (Universidad de Nueva York), donde asiste al Gallatin School of Individualized Study, una pequeña extensión de la universidad en la cual los estudiantes diseñan su propio programa interdisciplinario que cumple con sus intereses específicos y objetivos profesionales.