En el
2006 se unió al elenco principal de la serie
H2O Just Add Water en donde interpretó a la sirena Cleo Sertori. Cleo es amiga de las sirenas Rikki Chadwick, Emma Gilbert y Bella Heartley y de Lewis McCartney, amigo de las sirenas. Cleo es tímida, alegre y optimista. Al inicio no acepta la idea de que es una sirena y le resulta difícil compartir el mismo entusiasmo de Rikki y Emma pero poco a poco se acostumbra. Cleo es novia de Lewis interpretado por el actor
Angus McLaren
Su poder es el de mover el agua (
hidroquinesis), durante la segunda temporada a su poder se le agregan nuevos como crear vientos o tornados (
eoloquinesis o aeroquinesis). Para poder interpretar a Cleo, Tonkin tuvo que mejorar sus habilidades para nadar.
Ella es muy buena amiga de Rikki Chadwick, interpretada por Cariba Heine en la vida real.
