काजल ने पहली बार अभिनय वर्ष 2004 में क्यूँ! हो गया ना... नामक एक हिन्दी फिल्म में दीया की बहन के रूप में एक छोटा सा किरदार निभाकर किया था। इस फिल्म में इनके साथ अमिताभ बच्चन, ऐश्वर्या राय और विवेक ओबेरॉय भी थे। इसके बाद अग्रवाल ने निर्देशक तेजा की फिल्म 'लक्ष्मी कलयाणम' के जरिए कल्याण राम के अपोजिट तेलुगू फिल्म इंडस्ट्री में डेब्यू किया था। उसके बाद तमिल फिल्म निर्देशक भरतराजा के "बोम्मलत्तम" में अर्जुन सरजा के साथ अभिनय किया था। यह फिल्म तय समय से काफी देर में 2008 में सिनेमाघरों में प्रदर्शित हुई थी।

काजल ने पहली बार तेलुगू फिल्म में अभिनय 2007 में तेजा की फिल्म "लक्ष्मी कल्याणम" में कल्याण राम के साथ मुख्य किरदार के रूप में कार्य किया था। लेकिन यह फिल्म कमाई करने में असमर्थ रही। इसके अगले वर्ष में कृष्णा वाम्सि के द्वारा निर्देशित फिल्म चन्दामामा में यह दिखाई दी। यह फिल्म अच्छे समीक्षा के साथ ही इनका पहला सफल फिल्म बना। वर्ष 2008 में इनका पहला तमिल फिल्म भी प्रदर्शित हुआ था। जिसमें यह सह-कलाकार भरत के साथ दिखाई दी। इसी वर्ष इनके दो और तमिल फिल्म भी प्रदर्शित हुए थे। यह फिल्म वेंकट प्रभु के हास्य और रोमांच वाले थे, जिसमें "सरोजा" और "बोम्मलत्तम" है। यह दोनों ही फिल्म सफल रहे, लेकिन काजल के अभिनय के सफर को और आगे पहुँचाने में असफल रहे, क्योंकि दोनों ही फिल्मों में उनका किरदार बहुत ही थोड़े समय के लिए था। इसके बाद प्रदर्शित हुए तेलुगू फिल्म ने बहुत अच्छी कमाई की लेकिन समीक्षा में सकारात्मक प्रतिक्रिया नहीं मिला।
सफर
व्यापक सफलता (2009 - 12)
अभिनय की शुरुआत (2004 - 08)
हाल ही में (2013 - वर्तमान)