Com papéis de destaque em uma variedade de projetos, Klattenhoff foi visto mais recentemente no blockbuster sci-fi filme "Pacific Rim", dirigido por Guillermo del Toro,  ele estrelou como uma série regular no Golden Globe-winning e série indicada ao Emmy "Homeland" como Major Mike Faber, o melhor amigo de Nicholas Brody (Damian Lewis).

Antes de seu papel em "Homeland", grande chance de Klattenhoff veio quando ele foi escalado para interpretar Shane Oman no filme cult clássico "Meninas Malvadas", onde colaborou com Tina Fey, Amy Poehler, Rachel McAdams, Amanda Seyfried e Lindsay Lohan. Desde então, Klattenhoff tem consistentemente trabalhou em vários filmes, incluindo "The Dry Land", "Lucky Number Slevin" e "The Informers".

Na televisão, além de "Homeland", Klattenhoff teve convidado memorável e aparições de personagens recorrentes em séries como "Men in Trees", "ER", "Mercy", "Smallville", "Supernatural" e "Falling Skies . "