二零一一年四月，黑岛结菜报名参与了由冲绳WILLCOM株式会社所主办的企业形象代言女孩甄选活动，并在该次选拔中脱颖而出，荣获了冲绳美少女图鉴奖。自那时起，她便在家乡冲绳地区逐步展开了模特领域的相关活动，陆续承接了多种形式的平面广告拍摄以及电视商业广告的演出工作。到了二零一二年，尚未正式以演员身份进入演艺界的黑岛结菜，受邀成为NHK教育频道综艺节目《テストの花道》的固定演出成员之一；也在同一年，她获得了出演冲绳回归四十周年纪念电影《燃烧的向日葵》的机会，这部影片成为了她职业生涯中的首部电影作品，标志着她在大银幕上的初次亮相。此后不久，黑岛结菜因参演NTT Docomo的广告微电影《思念》而受到广泛关注，她在片中饰演一位安静而专情地守候男友的纯真少女，这一形象深入人心，从而在互联网上引发了大量的搜索与讨论，显著提升了她的公众曝光度和知名度。
在2013年，黑岛结菜与佐仓希、小林飒、青柳翔等多位演员合作，共同参演了一部现代恐怖题材的电影《咒怨：终结的开始》，由此正式开启了她的演艺生涯。进入2014年后，黑岛结菜的演艺事业迎来了更为多元的发展，她先是与柳乐优弥、山本美月、安田显等人联袂主演了根据同名漫画改编的青春励志喜剧《青色火焰》，在剧中生动诠释了性格活泼、时常以拍肩方式与人互动，并且对男主角焰燃怀有深深仰慕之情的可爱学妹津田洋美一角。同年，她还与中村友理、叶山奖之、竹财辉之助等演员合作，出演了一部风格温馨的青春治愈系电视剧《十七岁》，进一步展现了她在表演上的可塑性。除了影视作品之外，黑岛结菜也在商业领域有所拓展，她受邀成为某知名女装品牌的形象代言人，这些经历都让她在成为专业艺人的道路上稳步前行。同样是在2014年，她与锦户亮、满岛光、永山绚斗等人共同主演了校园青春喜剧《对不起青春》，在剧中饰演了学业出众、言辞犀利的学生会会长中井贵子，这个角色为她赢得了更多关注，也让她开始在影视界崭露头角。此后，黑岛结菜又参与了NHK制作的第54部大河剧《花燃》的演出，在剧中扮演了历史人物高杉晋作的妻子高杉雅，通过这部作品她接触到了更为厚重的历史题材。此外，她还出演了NHK电视台制作的第91部晨间剧《阿政》，积累了在长篇连续剧中的表演经验。在电影方面，她与有村架纯、福士苍汰、山田裕贵合作，共同出演了改编自同名漫画的青春纯爱片《闪烁的爱情》。同时，在与小关裕太、叶山奖之、山形匠联袂主演的校园美食题材青春片《明日若至》中，她成功塑造了清纯可人的女主角佐佐木美希，进一步丰富了其青春角色的演绎谱系。
二零一五年，黑岛结菜的事业迎来了多方位的发展，她首先获选成为可尔必思饮料广告的形象代言人，开启了这一年的活跃行程。同年四月，她与山口智充、户田惠梨香以及小出惠介共同主演了一部以动物为主题的温情电视剧《奇迹动物园2015：生命的接力棒》，该剧在日本电视台播出后获得了不少关注。紧接着在六月，黑岛结菜挑大梁主演的恐怖剧情电影《咒怨：完结篇》正式登陆影院，展现了她在不同题材作品中的驾驭能力。与此同时，她还参与了一部阵容强大的科幻动作片《流浪者年代记》，与冈田将生、染谷将太、松冈茉优等演员合作，在片中她饰演了一位拥有雷达电波探听超能力的美丽少女碧，这个角色令观众印象深刻。此后，黑岛结菜又加盟了由阿部宽和中村苍主演的年代励志剧《第一列电车运行》，在剧中她塑造了一位性格坚韧、不屈不挠的电车驾驶员雨田丰子，进一步证明了其演技的可塑性。到了七月，她与南波瑠、入江甚仪、叶山奖之等共同出演了改编自同名小说的都市爱情电影《在流星消失之前》，演绎了一段现代都市的情感故事。此外，黑岛结菜还在同年出演了一部现代剧情片《欺诈计划》，并与小出惠介搭档，在现代舞台剧《虹与大理石》中带来了精彩的现场表演。不仅如此，她与锦户亮、比嘉爱未联合出演的漫改穿越题材剧集《武士老师》也在日本朝日电视台顺利播出，丰富了其作品列表。 进入二零一六年，黑岛结菜继续保持着高产的工作节奏，她与东出昌大共同主演了电视剧特别篇《再见德彪西~钢琴家侦探岬洋介》。同年，她还主演了翻拍版的奇幻剧集《穿越时空的少女》，挑战了全新的角色类型。四月时，她参演的现代动作剧《暗夜英雄NAOTO》开始播出，剧中表现引人注目。此外，在这一年里，黑岛结菜还参与了知名系列《妖怪手表》的第三部剧场版电影《妖怪手表 飞上天空的鲸鱼与双重世界的大冒险喵！》的演出。九月二十四日，她出演的古装家庭剧《夏目漱石之妻》正式与观众见面，她在剧中的古装扮相和表演获得了不少好评。 时间来到二零一七年，黑岛结菜主演了真人版电影《主角就是我》，再次将漫画角色生动地呈现于大银幕。同年九月二十三日，由她主演的真人版日剧《战国跑女行》也如期开播，延续了她的人气。此外，在二零一七年，黑岛结菜还主演了电影《重启咲良田》，在片中她饰演了重要角色春埼美空，以细腻的演技诠释了人物的内心世界，进一步巩固了其在影视领域的地位。
在2018年，演员黑岛结菜担任了日剧《跑女战国行SP~超时空爱恋再启~》的主演，展现了其作为主角的表演实力；同年，她还参与了由知名导演堤幸彦执导的剧情片《十二个想死去的孩子》的演出，进一步拓宽了演艺道路。就在同年8月4日，她参演的电视剧《看不见的脸》正式上映，在剧中她成功塑造了六道菜菜美这一角色，给观众留下了深刻印象。进入2019年，在6月8日，黑岛结菜出演的电视剧《世界奇妙物语2019雨之特别篇》中名为《献给倒立少女的钢琴奏鸣曲》的单元故事如期播出；随后在同年秋季，她与永濑廉携手，共同主演了富士电视台制作的特别剧《FLY!BOYS, FLY! 我们开始成为CA》，该剧的播出获得了不少关注。紧接着在10月16日，她参演的另一部电视剧《死役所》也顺利播出。2020年，黑岛结菜加入了由户田惠梨香领衔主演的晨间剧《绯红》的演出阵容；同年，她还与荒川良良共同主演了电视剧《咒怨：诅咒之家》，该剧通过Netflix平台面向全球播出，扩大了其作品的国际影响力。同年4月20日，她参演的电视剧《人气女神~拉面食游记~》也正式开播。时间来到2022年，黑岛结菜继续活跃于电视荧屏，先后参演了电视剧《心潮澎湃》以及电视剧《欺诈猎人》。同年12月，她个人还获得了一项重要荣誉，被提名担任2022年日本红白歌会的审查员，这标志着其业界认可度的提升。2024年，她的演艺事业持续发展，在2月29日，其参演的电影《游行》登陆大银幕；随后在9月6日，另一部她参与演出的电影《夏目新的结婚》上映；紧接着在11月14日，电影《港之光》也与观众见面。展望未来，根据已公布的计划，在2026年5月，由黑岛结菜主演的电影《未来》将在日本全国影院正式上映。
2020年6月，日本媒体曝光了演员黑岛结菜与高良健吾之间的恋情，据悉两人最初是通过共同出演大河剧《花燃》而相识，在随后的合作中逐渐拉近了距离，最终在携手拍摄电影《默片解说员》期间感情升温，擦出了爱情的火花。然而这段关系并未持续走向婚姻，到了2023年2月，新的消息传出，黑岛结菜开始与演员宫泽冰鱼交往，两人因共同参演晨间剧《心胸咚咚》而结缘，并在剧集拍摄结束后发展为恋人关系。2024年1月16日，据日本媒体报道，黑岛结菜已怀上她的第一个孩子，孩子的父亲正是当时正在交往中的宫泽冰鱼，双方对外表示虽然并未结婚，且暂时也没有登记结婚的计划，但两人承诺将作为彼此终身的伴侣与家人，共同扶持、携手前行。同年7月，后续消息确认黑岛结菜与宫泽冰鱼的第一个孩子已平安出生，开启了人生新的阶段。