一九五二年，芦川泉自法政大学润光女子高中退学，随后考入SKD附属音乐舞蹈学校，即松竹歌剧团旗下的音乐舞蹈培训机构。次年，在一次时装展览的演出过程中，她偶然被知名导演川岛雄三发现并赏识。于是在一九五三年（昭和二十八年），芦川泉通过松竹电影《东京女经理和大阪夫人》首次登上银幕，在片中饰演月山冈梦中妹妹一角，由此正式开始了她的演艺生涯。一九五五年，随着川岛雄三导演转往日活公司发展，在其大力推荐下，芦川泉决定从松竹歌剧团退团，并跟随转入日活，成为该公司旗下的一名演员。此后，她陆续参演了以《幕末太阳传》为代表的多部川岛雄三作品，不断尝试并挑战各类不同的角色，与同样从松竹转来的北原三枝一同成长为日活电影公司中备受倚重的核心演员。一九五六年，在田坂具隆执导的影片《婴儿车》里，芦川泉首次与当时崭露头角的石原裕次郎合作演出。该片不仅让石原裕次郎充分展现出其新颖独特的表演魅力，成为其代表作之一，芦川泉也凭借清新自然的演技赢得了观众的广泛喜爱。此后，她与北原三枝两人长期作为石原裕次郎作品中不可或缺的配角活跃于影坛。由于在多部影片中与石原裕次郎搭档，成功塑造了一系列清纯可怜的女性形象，芦川泉逐渐确立了自己在日活公司的重要地位，成为当时备受瞩目的电影明星之一。
关于演员芦川泉的情感生活，她与叶山良二之间的恋爱传闻一度成为公众讨论的话题，然而在1968年，她出乎意料地与日活公司的演员藤龙也突然步入了婚姻殿堂。电影《孤岛的太阳》成为了她在演艺生涯中最后一部公开作品，此后她便正式告别影坛，选择了完全隐退的生活。在文艺春秋社曾经组织的一次名为“我年青时代的偶像”的大型评选中，主办方汇集了日本影史上多位备受喜爱的女演员进行人气排名，在入选的150位日本女演员里，日活公司的著名影星吉永小百合获得了第三名的佳绩，而芦川泉本人也凭借其过往的影响力位居第六，同时，另一位知名演员浅丘琉璃子则位列第十七名。这一评选结果也从侧面反映出芦川泉在当年观众心中所留下的深刻印象与持久魅力。