2017年9月，有媒体报道小松菜奈是日本宗教团体“幸福科学教”信徒，小松随即在个人社交网络上发文否认此事。
2008年，小松菜奈以模特身份出道，开始担任各时尚杂志的平面模特。
2010年，出演个人首部电影作品《肥皂泡》。2013年，主演剧情短片《我回来了》。
2014年，参演由中岛哲也执导，役所广司主演的悬疑剧情片《渴望》，饰演时而清纯又时而性感的诡异少女藤岛加奈子，此片入围了第39届多伦多国际电影节“先锋单元”，而小松菜奈个人也凭借在片中的不俗表现获得第38届日本电影学院奖最佳新演员奖、第39届报知电影奖新人奖、第69届每日映画评选会最佳新人奖；同年，她还在纯爱片《近距离恋爱》中饰演了女主角，性格沉稳冷静且十八般武艺样样全能的天才高中生枢木润希，而小松菜奈也凭借此角色收获了颇高人气。
2015年，主演根据绵矢莉莎同名小说改编的都市励志剧《造梦女孩》，饰演当红女星阿部夕子；同年，小松菜奈还在漫改青春励志片《爆漫王》中饰演了女主角，个性单纯却意志坚定的女高中生亚豆美保；此外，她还参演了漫改悬疑片《预告犯》。
2016年，主演漫改青春爱情片《溺水小刀》，饰演曾是顶尖青少年模特儿的望月夏芽；而她在漫改校园爱情片《才不对黑崎君言听计从》中则饰演了女主角赤羽由宇；随后，小松菜奈还在小说改编的纯爱片《明日的我与昨日的你约会》中饰演了女主角福寿爱美；在真利子哲也执导的剧情片《错乱的一代》中饰演了妖艳的陪酒女郎那奈；在丰岛圭介执导的喜剧片中《英雄迷的生活》中饰演了拥有超高情报收集能力的高中女生寺泽薰，而她也凭借在多部影片中的表现获得了第90届日本电影旬报奖新人女演员奖、第38届横滨电影节最优秀新人奖、第8届TAMA映画赏最优秀新人女演员奖的荣誉；同年，小松菜奈还主演了电影《高台家的人们》的前传剧集，并饰演30年前的高台由布子。
2017年，参演马丁·斯科塞斯执导的历史剧情片《沉默》；并在漫改动作片《JOJO的奇妙冒险：不灭钻石第一章》中饰演女主角，性格强势的女高中生山岸由花子；同年，小松菜奈还在双主角联动剧《Thrill红之章警视厅庶务科瞳的破案笔记》和《Thrill黑之章律师白井真之介的大灾难》中饰演了在警视厅庶务科工作的女职员中野瞳。
2018年，其参演的漫改电影《坂道上的阿波罗》上映，她在片中饰演性格温柔的女主角迎律子；5月，与大泉洋共同主演的电影《恋如雨止》在日本上映。
2019年，参演由中岛哲也执导、冈田准一主演的恐怖电影《来了》，在其中饰演拥有很强灵感的主角恋人比嘉真琴。参演由土桥章宏小说改编的电影《马拉松武士》。参演由笑福亭鹤瓶主演的电影《闭锁病栋》。出演小说《樱》改编的真人电影。
主演由濑濑敬久执导、根据中岛美雪名曲改编电影《线》，计划将于2020年在日本上映。
日本电影学院奖
2020第43届日本电影学院奖最佳女配角奖闭锁病房（提名）
2014第38届日本电影学院奖最佳新演员奖渴望（获奖）
电影奖项
2019第44届日本报知电影奖最佳女配角《闭锁病栋》（获奖）
2016第8届TAMA映画赏最优秀新人女演员奖错乱的一代、才不对黑崎君言听计从、爆漫王、英雄迷的生活（获奖）
2016第38届横滨电影节最优秀新人奖错乱的一代（获奖）
2016第90届日本电影旬报奖新人女演员奖溺水小刀、错乱的一代、才不对黑崎君言听计从、英雄迷的生活（获奖）
2014第69届每日映画评选会新人奖渴望（获奖）
2014第39届报知电影奖新人奖渴望（获奖）
评选奖项
2019I-MAGAZINE亚洲时尚面孔排行榜第十六位（提名）
2019亚太区最美面孔第四十三位（提名）
2019全球最美面孔排行榜第四十一位（提名）
2018最美丽女人排行榜第五十七位（提名）
2018全球最美面孔排行榜第三十一位（提名）
2017全球最美面孔排行榜第三十八位（提名）
与山下智久合拍电影《近距离恋爱》后人气急升的女演员小松菜奈，不仅独特的五官让人过目不忘，身上更散发着少女的美妙韵味，而本身就拥有细长眼型的她打造起各种眼妆都不失性感韵味，比杏眼型美女更具独特魅力。
散发着独特气质的小松菜奈让人为之倾倒不已，而在电影《渴望》中饰演女主角加奈子的她则与角色毫无违和感，上一秒还是清纯的女学生，下一秒却可以变为夜店辣妹，更将天使跟恶魔的个性玩转的非常自如，多变的形象让男性观众直呼性感，首次担纲电影女主角的她便以独特气质让人留下深刻印象，被冠上了新一代女神的封号，亮眼表现也让她片约不断，演艺前景更是一片大好。
