2008年，小松菜奈以模特身份出道。

2010年，出演个人首部电影作品《肥皂泡》。

2014年，凭借悬疑片《渴望》崭露头角，并因此获得多个电影奖项的新人奖；同年，她还凭借纯爱片《近距离恋爱》赢得了颇高关注。

此后两年，小松菜奈相继主演了励志剧《造梦女孩》，爱情片《溺水小刀》等影视作品。

2017年，她参演了历史剧情片《沉默》和漫改动作片《JOJO的奇妙冒险：不灭钻石第一章》。

2019年，参演恐怖电影《来了》。