2007年，年仅3岁的芦田爱菜进入JobbyKids演艺经纪公司。2009年，出演朝日放送的《ABC短篇电影2：大冒险妈妈》，开始其演艺生涯
2010年4月3日，参与拍摄的电影《半月当空》在日本上映。4月14日，参与拍摄的电视剧《Mother》在日本首播，并获得第65回日剧学院赏新人奖，成为该奖项史上最年轻得主。6月5日，参与拍摄的电影《告白》在日本上映。11月13日，参与拍摄的电影《新人鬼情未了》在日本上映，饰演少女幽灵，凭借该影片获得第34届日本电影学院奖新人奖。12月，由芦田爱菜与爱菜Project共同完成的书籍《爱菜学》发行，这本书介绍了芦田爱菜的早期出道经历以及其父母对孩子的教育方式。此外，同年还参与了《白兔糖》与《阪急电车》的演出和《卑鄙的我》的配音工作。
2011年1月9日，参与拍摄的电视剧《江～公主们的战国》在日本首播，饰演幼年的浅井茶茶。3月11日，主演的电影《再见我们的幼儿园》在日本上映，以六岁的年龄创下日本电视剧史上最年少主角纪录。4月，成为日本《小学一年生》杂志特邀封面人物。4月24日，主演的电视连续剧《高护木的规矩》在日本首播，并且在关东地区平均收视率为15.8%，最终回高达23.9%，成为日本2011年春季连续剧收视第二高的剧集。此后与铃木福及MOOK共同演唱的《高护木的规矩》主题曲《Maru?Maru?Mori?Mori!》单曲CD发布，最高销售量进入日本公信榜周榜前十。4月29日，与中谷美纪、户田惠梨香主演的喜剧电影《阪急电车》在日本上映，饰演Ami。5月5日，参与《日本放送》节目并担任主持人一职，因此成为历史上年纪最小的电台主持人。8月20日，由其主演的漫画改编电影《白兔糖》在日本上映，芦田爱菜在电影中饰演孤儿“凛”一角，此后因在《阪急电车》与《白兔糖》中的表现而获得2012年第54届蓝丝带奖新人奖。为2012年上映的剧场版动画《魔法树屋》配音。10月，发行单曲《美好的星期日~GyuGyuGoodDay！~》，开始进军歌坛。
2012年3月，在时尚杂志《VOGUEJapan》担任模特，并成为历史上年龄最小的《VOGUE》封面人物（。3月3日，与松田翔太、多部未华子主演的电影《诈欺游戏：再生》在日本上映，在剧中饰演“诈欺游戏事务所”中最小的事务员爱丽丝。7月1日，与丰川悦司主演电视剧《美雨》在日本首播，并为其演唱主题曲《对雨许愿》。8月，《对雨许愿》作为单曲发行。11月，再次担任《VOGUEJapan》的模特。11月2日，参与拍摄的电影《傀儡之城》在日本上映。12月27日在东京品川区立综合区民会馆举行首场个人演唱会“～冬季仙境～”，成为J-Pop史上最年轻的个人演唱会举办者。芦田在演唱会上演唱了自己的歌曲，并翻唱了少女偶像天团AKB48的经典曲目《Everyday、Katyusha》等。
2013年4月，在多伦多参与《环太平洋》的拍摄，饰演该电影中的幼年麻子；此前在东京进行选角会时被导演点名起用。《环太平洋》的出演是其在好莱坞迈下的第一步。同年饰演为纪念日越建交40周年而拍摄的《ThePartner?给挚爱的百年朋友?》中铃木樱一角。11月16日，参与拍摄的电影《人生别气馁》在日本上映，饰演幼年时代的柴田丰。NHK大阪放送局11月13日公开了电视剧《银二贯》演员阵容，芦田爱菜饰演真帆童年时代。
2014年1月，芦田爱菜出演的《明天，妈妈不在》在日本播出，该剧首集收视率达到14%。3月，出席第六届冲绳国际电影节。同年，主演电影《圆桌》，饰演关西毒舌女。于8月6日发行新单曲《Fight！》，这是她时隔2年再开歌手活动。
2015年，主演NHK电视剧《Rugged》，于2月21日、28日播出，全剧共2话。为付费电视WOWOW播出的英剧《我们的动物园》配音。为动画《史努比：花生大电影》日语版配音。
2016年，主演野岛伸司执笔的新剧《OurHouse》。
2017年，参演纪录片形式的电视剧《山田孝之的戛纳电影节》。为电影《神偷奶爸3》配音。
2018年7月13日，参与配音的动画电影《精灵宝可梦：大家的故事》上映，在片中为徘徊于森林之中的神秘少女菈尔歌配音。担任晨间剧《万福》之旁白。
2019年，为动画电影《海兽之子》中主人公琉花配音。
2020年，其主演的电影《星之子》上映。
芦田爱菜是独生女，与其父母住在东京。虽然芦田在媒体中的曝光率很高，但其父母却一直低调行事，很少在镜头前露面。因为工作关系，芦田会乘新干线往返东京和居住的兵库县，平常多半说关西腔，过新横滨后则使用标准日语对话。
芦田曾在多次采访中表示，其理想是做一名优秀的演员。芦田的最大个人爱好是阅读，其每月阅读量大约在60本书左右，其中较为喜爱的是《海伦·凯勒传》与《平清盛》。
芦田作为童星也有自己喜爱的乐团，在节目片场休息的时候会唱AKB48的《想要见你》，芦田参加综艺节目时，也曾现场表演过KARA的“MR.”。后来在芦田的7岁生日会上，KARA也特地到访为她庆祝生日。
小学4年级起，即使有工作行程，仍会一边上补习班，假日还会念上12小时的书。2016年夏天起，芦田爱菜为了专心投入课业，准备小升初，便暂停所有的演艺活动。2017年4月9日，日本媒体透露，芦田爱菜出席了平均偏差值超过70、前2%的考生才能考上的名校庆应义塾中等部的开学典礼，正式成为一名中学生。
2010年到2013年中，芦田爱菜在横滨超级体育场参加过四次TokyoGirlsCollection，届次分别为第11届、第13届、第15届和第17届。
2012年9月，芦田爱菜作为评委参与了第九届三洋Homes儿童ECO艺术大赛，并向参赛者颁发了“芦田爱菜特别奖”。5月14日，芦田爱菜在东京江户川区华堂商场葛西店参加“感谢母亲”活动，并在家帮忙洗碗以表示对母亲的关爱。5月5日，在阪神对阵巨人的棒球赛中，芦田爱菜参与了始球式。2011年8月24日芦田爱菜在东京作为宣传大使参加了“爱菜日”活动。2011年6月7日担任了第30届“黄丝带奖”颁奖典礼的主持人。
影视
音乐
其它
社会对芦田爱菜的评价主要集中于其演技。早在2010年，芦田就因出演《Mother》中铃原继美一角时的表现而受到观众与大众媒体的广泛好评，并被称作“天才子役”。大众媒体称其在表演中对于角色的转变显得自然而无间断，而剧本理解力与演技不逊色于成年人。《环太平洋》的记者会上，其导演吉尔莫·德尔·托罗面对采访，直接称赞芦田是一个天才。而上智大学的碓井广义教授称其表演真正的独到之处在于，无论在什么剧集之中，对于角色的演绎都可以收放自如，让自己的每一部新作都成为自己的代表作。
此外，芦田被认为有严格的家教。伊藤麻子在电视节目中曾称其“似乎不像是七岁的小孩”；久本雅美称赞其对人常常面带微笑而有礼貌。一次雅美在休息间打电话时，芦田因想要打招呼而误入，在发现有所失礼后，芦田连忙道歉并退出。
《圆桌》可以说是一部量身为她打造的电影，原本以为她只能演与之年纪相符的角色，但表现完全凌驾在我们的预想之上。
2011年11月，才上小学一年级的芦田爱菜工作强度太大，她的父母因此被人批判，不少网友指责她的父母把孩子当摇钱树。她的黑眼圈只能用化妆来掩盖，常常在后台休息时累得昏昏欲睡。在和木村拓哉合拍日剧《南极大陆》的时候，她因为压力和疲惫在片场嚎啕大哭。另外，当时才上小学一年级的芦田爱菜，整日忙于工作，都没有太多时间和其他同龄孩子一样享受学校生活，即使去学校也经常是早退或者迟到。
2013年1月，在某日本娱乐网站的调查中，因网友不希望作为孩子的芦田爱菜过于忙碌，芦田爱菜在“最希望消失的艺人榜”榜上有名。另有媒体报道其在节目录制中“耍大牌”拒绝共演，但此报道并未得到官方证实，且据和芦田爱菜共事过的演员称，实际上她是个纯粹的孩子，作为演员也非常称职，是个很容易相处的小女孩。
2014年，在《明天，妈妈不在》一剧中，由于芦田饰演所饰演角色的“post”这一绰号被认为抹黑了日本福利院，导致熊本县慧慈医院以及日本儿童福利设施协议会以“侵犯人权”为由提出抗议，并要求停播此剧。之后该抗议席卷全国福利设施，他们认为剧里有大量的事实歪曲和语言暴力，会让观众对福利院里的孩子产生偏见。
