Molto apprezzato dalla critica per la sua divertentissima interpretazione di Chester, un aspirante gangster nel telefilm della Showtime Just Another Story, di Gregory Qaiyum, Mooney è stato attore non protagonista in Elizabethtown e ha lavorato con Josh Hartnett e Radha Mitchell in Mozart and the Whale. Ha recentemente finito di girare il film di Paul Schneider, Pretty Bird, con Billy Crudup e Paul Giamatti, che ha fatto il suo debutto nel 2008 al Sundance Film Festival.
Mooney ha iniziato la sua carriera a Williamstown prima di trasferirsi a Los Angeles nel 2003. Sul piccolo schermo Mooney è il personaggio fisso di Ryan McPoyle nel lavoro della FX It's Always Sunny in Philadelphia. Ruolo fisso anche in The Riches, con Eddie Izzard e Minnie Driver, sempre della FX. Poi il ruolo di protagonista, con Dakota Fanning, in Charlotte's Web, diretto da Gary Winick, ed un ruolo da non protagonista nel western, Seraphim Falls, con Liam Neeson.