2009年,松井愛莉參加了青年時尚雜志《nicola》舉辦的第13屆模特征選大賽,從1萬4076人中脫穎而出獲得大獎,隨后成為該雜志的專屬模特。松井愛莉2010年4月,松井愛莉成為了女子偶像團體“櫻花學院”的一期生,隸屬于學院內(nèi)的新聞部,并與三吉彩花一起結(jié)成派生單元“SCOOPERS”；同年11月28日,所在團體組合“櫻花學院”發(fā)售單曲《DearMr.Socrates》,松井愛莉作為其中的成員初次亮相。2012年3月21日,松井愛莉隨“櫻花學院”發(fā)行了第二張音樂專輯《FRIENDS》,隨后并順利畢業(yè)。2013年4月,從青年時尚雜志《nicola》發(fā)售的5月號順利畢業(yè)；8月,在西內(nèi)瑪利亞主演的漫改日劇《山田君與7個魔女》中飾演了擁有看見過去心里陰影能力的魔女“瀧川諾亞”,這也是其首次參與電視劇的演出。2014年7月,在黑澤良平主演的熱血校園劇《麻辣教師GTO2014》里飾演了女學生“古谷佳永子”；8月,開始擔任時尚雜志《Ray》的專屬模特；同年,松井愛莉還與岡田將生,廣末涼子,木南晴夏合作共演了奇幻愛情電影《舊情》。2015年5月,出演的校園勵志電影《墊底辣妹》在日本上映；6月,與濱邊美波,村上虹郎,飯豐萬理江等人聯(lián)袂出演了根據(jù)動漫改編的SP特別劇《我們?nèi)缘滥翘焖匆姷幕ǖ拿帧！?飾演真人版“安城鳴子”；9月,參演武井咲主演的職場劇《年齡歧視》；11月,搭檔千葉雄大聯(lián)袂主演的愛情電影《通學電車》在日本上映。2016年3月,搭檔六角精兒主演了東京電視臺出品的美食特別劇《空腹アンソロジー》；4月,與偶像組合Idoling成員大川藍一起接替岡本梓,佐藤亞麗莎擔任NTV體育新聞節(jié)目《Going!Sports&News》的天氣主播；5月,參演中谷美紀主演的婚戀題材日劇《我選擇了不結(jié)婚》；8月,與土屋太鳳,竹內(nèi)涼真,上野樹里等人聯(lián)袂出演的青春校園電影《青空吶喊》在日本上映；11月22日,與菜菜緒,水川麻美,草刈民代共同出席了在東京舉辦的“第14屆KURARINO美腿大賞2016頒獎典禮”,并獲得了青少年組冠軍。airi2017年1月,與本鄉(xiāng)奏多,柾木玲彌,大澤光等人合作出演的漫改愛情喜劇《愛情旅館的上野先生》在富士電視臺深夜檔播出。2019年1月19日,參演由野村周平和櫻井日奈子主演的電視劇《屬于你的我的初戀》播出。2月15日,與神木隆之介,有村架純等人參演愛情奇幻電影《福爾圖娜之瞳》上映。7月26日,參演由多部未華子主演電視劇《不能報銷！》播出。9月6日,首次主演電影《治愈之心～如何喜歡自己》,該片在2020年夏季上映預定。11月1日,參演由知英主演電影《力士！助平》上映。2020年1月8日,主演的愛情喜劇《這個男人是人生最大的錯誤》播出。11月12日,與板垣瑞生共同主演的愛情喜劇《新婚甜心是同事》開播。2021年4月9日,參演的電影《破碎的瞬間》上映。9月23日,參演的電影《總理之夫》上映；參演電視劇《工口男友令我著迷》；參演電視劇《我只是想說喜歡你》。2022年4月25日,參演的電視劇《接待員JOE》播出。2023年9月22日,參演的電影《穴界風云》上映；10月27日,出演的電影《尋找戀人的方法》上映。11月16日,參演的電影《瘋狂游輪》在Netflix上線播出。

社會活動2013年12月,松井愛莉擔任了第92屆全國高等學校足球選手權(quán)大賽的應援經(jīng)理,從而也成為了該項賽事的第九代應援經(jīng)理。