2001年，綾瀨遙在NTV電視臺播放的電視劇《金田一少年之事件簿III》中作為女演員初次亮相。
綾瀨遙從廣島老家前往東京發(fā)展事業(yè)一段日子后，2002年憑借日劇《風(fēng)の盆から》出道，之后演過《
我的生存之道》、《幸福的王子》、《向黑杰克問好》等。不過令她聲名大噪的，是繼《向》劇后再同妻夫木聰一起演出著名導(dǎo)演行定勛執(zhí)導(dǎo)的短片《JUSTICE》。
2004年，綾瀨遙從723人中脫穎而出，演出《
在世界中心呼喚愛》的電視版。剃發(fā)飾演白血病患者角色，受到好評，獲第42回日劇學(xué)院賞最佳女配角。
2006年，邀請到音樂制作人小林武史擔(dān)任監(jiān)制，進(jìn)軍歌壇，于3月24日推出首張單曲《Period》。
2007年7月11日，綾瀨遙主演的《
螢之光》在日本電視NTV首播。
2008年，繼《JUSTICE》、《帥哥醫(yī)生》之后，與同門師兄妻夫木聰?shù)谌群献?，出演喜劇大師三谷幸喜?zhí)導(dǎo)的電影《
魔幻時刻》。這也是三谷導(dǎo)演首次同時選用兩名年輕演員擔(dān)任重要角色?！?a target="_blank" href="/?s=home-vod-read-id-47518" title="我的機(jī)器人女友">我的機(jī)器人女友》劇照
2008年3月20日，主演電影《我的機(jī)器人女友》上映，該片與《
女座頭市》《愉快的飛行》一起獲得第21回日刊體育電影大獎最佳女主角獎。2009年，綾瀨遙擔(dān)任的日劇《Mr.Brain》和《
仁醫(yī)》的女主角，全年收視率分獲第一、第三。
2010年，綾瀨遙憑借主演的《巨乳排球》首度登鼎影后寶座。同年9月25日，與藤木直人合作的夏季日劇《
螢之光2》開播，最終回收視率高達(dá)17%，將平均收視率定格在了15+，成為了當(dāng)之無愧的民營電視劇收視冠軍，而其“新生代日劇女王”的名銜實至名歸。
2011年2月15日舉行第53屆日本藍(lán)絲帶電影獎頒獎典禮，綾瀨遙任藍(lán)絲帶頒獎司儀。4月，綾瀨遙與大澤隆夫、中谷美紀(jì)主演《仁醫(yī)2》首播。4月20日，綾瀨遙主演的電影《豐臣公主》上映。10月，綾瀨遙與木村拓哉、雅人主演《南極大陸》首播。
2012年12月9日，綾瀨遙推出了最新寫真集《原色綾瀨遙》。該寫真集記錄了她從21歲至27歲7年間的成長歷程，收錄了她許多尚未公開的珍貴照片。
2013年1月6日，綾瀨遙與西島秀俊等主演《八重之櫻》。6月1日，綾瀨遙和佐藤健主演電影《完美的蛇頸龍之戀》上映，該片改編自日本人氣推理小說《
完美的蛇頸龍之日》。12月31日，綾瀨遙在第64屆NHK紅白歌會上首次演唱歌聲，16日NHK方面公布了這一消息。擔(dān)任紅組司儀的綾瀨作為特別企劃的一員，獻(xiàn)唱東日本大地震救援復(fù)興的主題歌《花開》。12月15日，綾瀨主演的NHK大河劇《八重之櫻》迎來最終回，全50回的關(guān)東地區(qū)的平均收視率僅有14.6%，盡管比2012的《平清盛》有所上升，成為了大河劇史上第四低的收視紀(jì)錄。
2014年，綾瀨遙主演初夏公開的電影《萬能鑒定師Q：蒙娜麗莎之瞳》，影片根據(jù)累計銷量達(dá)310萬部的松岡圭v的懸疑系列小說改編。同年獲選《夏日美女》第1名。同年10月主演日劇《
今天不上班》，飾演毫無戀愛經(jīng)驗的30歲OL。
2015年3月30日最新寫真集《SEA STORIES HarukaAyase》（寶島社）發(fā)售，這本寫真集里收錄了綾瀨遙在意大利西西里島拍攝的150張照片，由攝影師高橋YOKO操刀拍攝。卷末的長篇采訪文中會有綾瀨遙出道至今的一些軼事，及她對工作、人生的一些看法。同年6月13日，和長澤雅美、夏帆、廣瀨鈴共同主演的電影《
海街日記》在日本上映，該片根據(jù)吉田秋生的原作小說改編，講述了在古都鐮倉居住的3姐妹與同父異母的妹妹重拾家族羈絆的溫情物語。
