2009年,松井爱莉参加了青年时尚杂志《nicola》举办的第13届模特征选大赛,从1万4076人中脱颖而出获得大奖,随后成为该杂志的专属模特。松井爱莉2010年4月,松井爱莉成为了女子偶像团体“樱花学院”的一期生,隶属于学院内的新闻部,并与三吉彩花一起结成派生单元“SCOOPERS”；同年11月28日,所在团体组合“樱花学院”发售单曲《DearMr.Socrates》,松井爱莉作为其中的成员初次亮相。2012年3月21日,松井爱莉随“樱花学院”发行了第二张音乐专辑《FRIENDS》,随后并顺利毕业。2013年4月,从青年时尚杂志《nicola》发售的5月号顺利毕业；8月,在西内玛利亚主演的漫改日剧《山田君与7个魔女》中饰演了拥有看见过去心里阴影能力的魔女“泷川诺亚”,这也是其首次参与电视剧的演出。2014年7月,在黑泽良平主演的热血校园剧《麻辣教师GTO2014》里饰演了女学生“古谷佳永子”；8月,开始担任时尚杂志《Ray》的专属模特；同年,松井爱莉还与冈田将生,广末凉子,木南晴夏合作共演了奇幻爱情电影《旧情》。2015年5月,出演的校园励志电影《垫底辣妹》在日本上映；6月,与滨边美波,村上虹郎,饭丰万理江等人联袂出演了根据动漫改编的SP特别剧《我们仍道那天所看见的花的名字。》,饰演真人版“安城鸣子”；9月,参演武井咲主演的职场剧《年龄歧视》；11月,搭档千叶雄大联袂主演的爱情电影《通学电车》在日本上映。2016年3月,搭档六角精儿主演了东京电视台出品的美食特别剧《空腹アンソロジー》；4月,与偶像组合Idoling成员大川蓝一起接替冈本梓,佐藤亚丽莎担任NTV体育新闻节目《Going!Sports&News》的天气主播；5月,参演中谷美纪主演的婚恋题材日剧《我选择了不结婚》；8月,与土屋太凤,竹内凉真,上野树里等人联袂出演的青春校园电影《青空呐喊》在日本上映；11月22日,与菜菜绪,水川麻美,草刈民代共同出席了在东京举办的“第14届KURARINO美腿大赏2016颁奖典礼”,并获得了青少年组冠军。airi2017年1月,与本乡奏多,柾木玲弥,大泽光等人合作出演的漫改爱情喜剧《爱情旅馆的上野先生》在富士电视台深夜档播出。2019年1月19日,参演由野村周平和樱井日奈子主演的电视剧《属于你的我的初恋》播出。2月15日,与神木隆之介,有村架纯等人参演爱情奇幻电影《福尔图娜之瞳》上映。7月26日,参演由多部未华子主演电视剧《不能报销！》播出。9月6日,首次主演电影《治愈之心～如何喜欢自己》,该片在2020年夏季上映预定。11月1日,参演由知英主演电影《力士！助平》上映。2020年1月8日,主演的爱情喜剧《这个男人是人生最大的错误》播出。11月12日,与板垣瑞生共同主演的爱情喜剧《新婚甜心是同事》开播。2021年4月9日,参演的电影《破碎的瞬间》上映。9月23日,参演的电影《总理之夫》上映；参演电视剧《工口男友令我着迷》；参演电视剧《我只是想说喜欢你》。2022年4月25日,参演的电视剧《接待员JOE》播出。2023年9月22日,参演的电影《穴界风云》上映；10月27日,出演的电影《寻找恋人的方法》上映。11月16日,参演的电影《疯狂游轮》在Netflix上线播出。
社会活动2013年12月,松井爱莉担任了第92届全国高等学校足球选手权大赛的应援经理,从而也成为了该项赛事的第九代应援经理。