在2013年，她曾参与由导演成岛出执导的悬疑电影《所罗门的伪证》的女主角选拔试镜，并成功进入最终轮选，但在仅剩最后五位候选人时遗憾落选。到了2014年，她报名参加了AMUSE事务所所举办的大型新人发掘选秀活动“AMUSE audition festival 2014”，从总计三万两千两百一十四名参赛者中一路过关斩将，最终荣获了“WOWOWドラマ赏”这一重要奖项。2015年，她获得了首次电视剧出演机会，在事务所前辈仲里依纱主演的WOWOW电视台刑侦剧集《忒弥斯的求刑》中，饰演了女主角“平川星利菜”的妹妹“平川穂乃果”一角。同年，她还参演了《相棒第14季》，并在剧中扮演了名为千原麻衣的角色。进入2016年，她继续活跃于电视荧屏，先后参演了电视剧《狱门岛》，饰演鬼头月代；以及在电视剧《卖房子的女人》中，出演了望月カンナ这一角色。 2017年10月2日，由葵若菜担任主演的NHK晨间剧《笑天家》正式播出，她在剧中饰演了女主角“藤冈天”的妹妹“藤冈凛”。同年10月14日，她首次担任主演的恐怖电影《狂华》于影院上映，她在片中饰演了核心角色真梨。2019年1月6日，她参演的由菅田将晖主演的电视剧《3年A班-从此刻起，大家都是我的人质-》开始播出。紧接着在2月22日，她出演的电影《那一天的风琴》登陆大银幕。3月10日，由电视剧《3年A班-从此刻起，大家都是我的人质-》所衍生出的特别剧集《3年A班-从此刻起，是仅属于你们的毕业典礼-》播出，她也在其中亮相。同年10月20日，她参演的电视剧《考试僵尸》与观众见面。10月25日，由松尾铃木执导的R18级别影片《108~海马五郎的复仇与冒险~》上映，她参与了该片的演出。11月1日，她出演的另一部电影《黑色校规》上映。11月15日，她参演的漫改电影《杀不掉的他和死不了的她》公映。11月24日，她在由贺来贤人主演的电视剧《Nippon Noir ─刑警Y的叛乱─》第七集中客串出演，并继续饰演了她在电视剧《3年A班-从此刻起，大家都是我的人质-》中曾扮演过的角色熊泽花恋。 2020年1月14日，她参演的由上白石萌音和佐藤健联袂主演的爱情剧《将恋爱进行到底》开播。同年10月，她出演的由妻夫木聪主演的电视剧《危险的维纳斯》也如期播出。2021年2月19日，她参演的电影《Liar×Liar》上映；随后在3月6日，她出演的电视剧《死亡约会》播出。3月24日，由她首次担任主演的富士电视台深夜剧《代孕》正式与观众见面。7月9日，她主演的电影《蜂蜜柠檬苏打》定档于日本本土影院上映。8月20日，她参演的漫改电影《辉夜大小姐想让我告白2：天才们的恋爱头脑战》上映，她在片中再次饰演了早坂爱这一角色。同年10月，在播出的剧集《言灵庄》中，她饰演了小宫山绫子。 2022年1月9日，她参演的大型历史题材大河剧《镰仓殿的13人》隆重开播；同时，她也参演了电视剧《真实身份》。5月27日，她在电视剧《椅子》的第三话中登场演出。8月27日，由她主演的悬疑题材剧集《欢迎来到超自然森林》播出。2023年1月，她参演的NHK电视台日剧《大奥》开播；4月10日，她参演的另一部电视剧《风间公亲－教场0－》播出。7月2日，她出演的电视剧《CODE-愿望的代价-》播出；10月22日，由她主演的电视剧《即使将你忘记》播出。11月23日，她参演的电影《飞翔吧！琦玉〜来自琵琶湖的爱〜》上映。进入2024年，她的作品依然不断：1月12日，参演的电影《大雪中的山庄》上映；1月26日，另一部参演的电影《剧场版你与世界终结的日子 FINAL》上映。2月，她宣布将参演TBS电视台周日九点档剧集《ANTIHERO反英雄》，并在剧中饰演主人公的律师同事。4月14日，她参演的电视剧《ANTIHERO反英雄》开播。10月6日，由她主演的电视剧《若草物语——恋爱的姐妹和不恋爱的我》在日本电视台播出；12月1日，她参演的电视剧《形形色色的生日快乐》播出。2025年1月19日，她参演的电视剧《御上老师》预定播出。同年4月19日，《non-no》杂志正式宣布了堀田真由毕业的相关消息。7月14日，她参演的电视剧《我们尚不知道那个星球的校规》按计划播出。