Jej największym sukcesem był turniej ITF w Mariborze, gdzie doszła do półfinału.
W roku 2013 Tomljanović wystąpiła z dziką kartą w trzech turniejach WTA Tour – w Acapulco i Stanford, gdzie odpadała po pierwszym meczu i w Miami, gdzie osiągnęła czwartą rundę. Jako kwalifikantka zanotowała pierwszą rundę Wimbledonu i drugie rundy w Birmingham i US Open. W Québecu zaszła do ćwierćfinału.
W sezonie 2014 osiągnęła ćwierćfinał wielkoszlemowego Australian Open w grze podwójnej. W lutym awansowała do ćwierćfinału w Acapulco. We French Open zaliczyła czwartą rundę, pokonując m.in. rozstawione Jelenę Wiesninę i Agnieszkę Radwańską.
Historia występów wielkoszlemowych Legenda
Występy w grze pojedynczej Turniej 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 Tytuły Z–P Australian Open A A A Q2 A A 2R 2R 1R A 1R 1R 2R 2R 1R A 2R 2R 0 / 10 6 – 10 French Open A A Q1 Q1 Q1 Q1 4R 2R A 1R 1R 1R 1R 2R 2R A 1R 2R 0 / 10 7 – 10 Wimbledon A A Q3 Q1 Q1 1R 1R 2R A A 1R 2R NH QF QF A 1R 1R 0 / 9 10 – 9 US Open A A Q2 Q2 A 2R 1R 1R A 2R 2R 2R 1R 3R QF 2R 2R 1R 0 / 12 12 – 11 Ranking na koniec roku 973 353 157 145 453 78 63 66 930 151 43 51 68 45 33 549 85 0 / 41 35 – 40