Ms. Mimieux war eine Kinderbraut in „Toys in the Attic“ (1963), basierend auf dem mit dem Tony Award ausgezeichneten Lillian Hellman-Stück. Mr. Crowther bezeichnete ihre Leistung in seiner Times-Rezension als „auffällig, aber ohne Plausibilität“, was nicht viel netter war als das, was er über ihre Co-Stars Geraldine Page und Dean Martin sagte.
1964 drehte Frau Mimieux ihre Rolle als zum Scheitern verurteilte Surferin mit Epilepsie in dem Fernsehdrama „Dr. Kildare“ in eine Filmhauptrolle mit dem Star der Serie: Sie war Richard Chamberlains zu nette neue Braut in „Joy in the Morning“ (1965). Sie war angeblich auch die erste Schauspielerin, die ihren Nabel im Fernsehen zeigte.
Dann nahm ihre Karriere eine Talfahrt. Nach einem Abstecher ins Serienfernsehen, wo sie als Ralph Bellamys aufgeweckte junge Kriminologen-Partnerin in „The Most Deadly Game“ (1970) Mordfälle löste, trat sie in einer Reihe von Fernsehfilmen auf – „Hit Lady“ (1974) nach ihrem eigenen Drehbuch; „Die Legende von Valentino“ (1975); „Schneebeast“ (1977); „Devil Dog: The Hound of Hell“ (1978) – und in Filmen wie „Skyjacked“ (1972), „Jackson County Jail“ (1976) und „The Black Hole“ (1979).
Frau Mimieux war nicht immun gegen Scharfschützen. Es wurde gesagt, dass die Leute, die „The Time Machine“ gecastet hatten, nicht nur von ihrer Schönheit beeindruckt waren, sondern auch von ihrem Talent, „einen guten leeren Ausdruck zu liefern“, wie die Irish Times in einem Profil von ihr im Jahr 2002 feststellte. 1979, The Globe and Mail, die Zeitung aus Toronto, fand sie komplizierter: „Sie befindet sich in einer vagen Region weit westlich von Bardot“, schrieb ein Reporter und bezog sich dabei auf Frankreichs berühmtestes Sexsymbol, Brigitte Bardot, „und östlich von Tuesday Weld.“
Aber insgesamt waren die Kritiker nicht unfreundlich. Pauline Kael nannte sie einmal „eine viel bessere Schauspielerin als die Rollen, die sie bekommt“. Roger Ebert, der Kritiker der Chicago Sun-Times, stimmte zu. „Mimieux ist besser, als ich es mir vorgestellt hatte“, schrieb er, als er „Three in the Attic“, eine düstere Sexkomödie aus dem Jahr 1968, rezensierte. „Sie steckt in vielen hoffnungslosen Rollen fest.“
In den 1980er Jahren spielte sie in „The Love Boat“ (1984) eine Gastrolle und in der kurzlebigen Serie „Berrenger’s“ (1985) spielte sie die glamouröse Merchandising-Managerin eines Kaufhausleiters. Dann, in ihren 40ern, gab sie alles auf. Jahre später kam sie jedoch aus dem Ruhestand, um in einem Fernsehfilm nach Jackie Collins’ Roman „Lady Boss“ (1992) eine Ivana Trump-ähnliche Figur zu spielen.