1997年，后藤理沙于小学馆旗下知名的青年漫画杂志《Weekly Young Sunday》正式出道，开启了她的演艺生涯。仅仅一年后的1998年，她因出演宝矿力水特的广告而迅速走红，人气急剧上升，并由此获得了大量参演电视剧、电影以及商业广告的机会。在当时，后藤理沙所隶属的FlaMme事务所将其视为重点培养对象，她在公司内的地位与影响力仅次于广末凉子及小雪，堪称事务所的王牌艺人之一。然而在2002年，她出乎意料地宣布退出艺能界。不过时隔两年后，后藤理沙于2004年选择重新复出，并转而加入了JMO事务所，以此为契机再次在演艺圈中活跃起来，持续开展她的演艺事业。
二〇〇〇年一月二十九日，由她担任主演的影片《玻璃之脑》正式于日本各大影院公映，标志着其演艺事业的一个重要里程碑。随后在二〇〇五年，她进一步推出了个人首部写真集，通过影像与文字相结合的形式，向公众展现了其工作与生活的不同侧面，这一作品的出版也获得了众多支持者的关注与好评。
在众多日本电视作品中，[###BOOKTITLE_1###]（サイコメトラーEIJI2）是一部于1999年播出的剧集，延续了前作对超能力与探案主题的深入探索。紧随其后，[###BOOKTITLE_2###]（新宿暴走救急队）在2000年登场，该剧以新宿为背景，生动描绘了一支急救队在都市紧急事件中的紧张行动与团队精神。进入2001年，由读卖电视台制作的[###BOOKTITLE_3###]（本家のヨメ）则聚焦于家庭与传统，细腻讲述了嫁入古老家族的媳妇所面临的文化碰撞与温情故事。此外，还有一部名为《Xenos》的作品，它于2007年在东京电视台播出，有时也被称作“东方神奇”，以其独特的设定和叙事风格，为观众呈现了一个充满神秘与想象力的世界。
在电影作品《玻璃之脑》（日文片名《ガラスの脳》，上映于2000年，由知名导演中田秀夫执导）中，她担任了影片的核心主角。随后，在另一部电影《伊藤润二之鬼》（日文原片名《死びとの恋わずらい》，日本于2000年上映，台湾地区则在2007年引进，由导演澁谷和行执导）里，她再次担纲主演，展现了其深厚的表演功底。到了2001年，在影片《野狼》（英文片名《Color of Pain ～野狼～》，由导演梁德森执导）中，她以配角身份出演，该片汇聚了黄浩然、尹子维、李灿森以及何超仪等众多知名演员共同合作。此外，在2007年的作品《不伦的秘密》（日文片名《ふぞろいな秘密》，由导演石原真理子执导）中，她又一次回归主角位置，延续了其在银幕上的精彩表现。
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