1985年3月24日，出生于日本廣島縣廣島市安佐南區的一個農家，本名蓼丸綾，父母以種植毛豆、西紅柿、茄子和黃瓜等蔬菜為生。
2000年，正在讀高一的她陪朋友參加了第25屆TSC（Horipro舉行的新星選拔賽）比賽，獲得了特別獎，從而與Horipro公司簽約出道，并經網友投票決定出“綾瀨遙”這個藝名。
2001年，在由松本潤、鈴木杏領銜主演的懸疑推理劇《金田一少年之事件簿III》中作為女演員初次亮相。
2002年，與秋山菜津子、新井浩文、廣末涼子等共同主演了喜劇電影《果醬短片集》。
2003年，出演的《我的生存之道》、《幸福的王子》兩部劇播出。
2004年，與山田孝之、緒形直人、櫻井幸子等合作出演了愛情劇《在世界中心呼喚愛》。
2005年，與市原隼人、神木隆之介等主演了由吉田健執導的家庭劇《牽絆的愛》。
2006年1月12日，搭檔山田孝之主演的懸疑愛情劇《白夜行》首播；隨后綾瀨遙宣布進軍歌壇，并邀請到音樂制作人小林武史擔任監制，于3月24日推出首張個人單曲《Period》；9月13日，發行第二張單曲《交差點days》；12月5日，發行第三張單曲《飛行機云》。
2007年7月11日，與藤木直人領銜主演的愛情喜劇《螢之光》首播。
2008年5月31日，與小出惠介共同主演的科幻電影《我的機器人女友》上映；10月25日，與大澤隆夫、中村獅童等聯袂出演的古裝電影《女座頭市》上映；11月15日，與田邊誠一、時任三郎、寺島忍等聯合出演的喜劇電影《愉快的飛行》。
2009年4月18日，與青木崇高、仲村亨聯袂出演的青春喜劇片《巨乳排球》上映；5月23日，與木村拓哉、水島宏等人領銜主演的推理劇《Mr.Brain》首播；10月11日，與大澤隆夫、中谷美紀等共同主演的古裝醫學穿越劇《仁醫》播出。
2010年7月7日，與藤木直人、向井理等人聯合主演的愛情喜劇《螢之光2》開播；10月16日，與藤原龍也、石原里美等合作出演的恐怖電影《算計：7天的死亡游戲》上映。
2011年4月17日，與大澤隆夫、中谷美紀等共同主演的古裝醫學穿越劇《仁醫2》播出。
2012年6月9日，搭檔藤木直人主演的愛情喜劇片《螢之光電影版》在日本上映；12月9日，推出寫真集《原色綾瀨遙》，該寫真集記錄了綾瀨遙從21歲至27歲7年間的成長歷程。
2013年1月6日，與西島秀俊、長谷川博己、小田切讓等共同主演的大河劇《八重之櫻》首播；6月1日，與佐藤健領銜主演的科幻電影《真實：完美的蛇頸龍之日》上映。
2014年5月31日，與松坂桃李、村上弘明等聯袂主演的懸疑電影《萬能鑒定師Q：蒙娜麗莎之瞳》上映；10月15日，領銜主演的愛情劇《今天不上班》播出，并憑此劇獲得第18回日刊體育電視劇大賞“最佳女主角”一獎。
2015年6月13日，與長澤雅美、夏帆、廣瀨鈴共同主演的劇情片《海街日記》上映，并憑借此劇獲得了第7屆TAMA電影節最佳女主角獎。
2016年1月15日，與三浦春馬、水川麻美聯合出演的愛情懸疑劇《別讓我走》開播；3月19日，主演的玄幻劇《精靈守護者第一季》開播；12月10日，出演的古裝劇情片《被稱作海賊的男人》上映。
2017年1月14日，搭檔堤真一主演的喜劇穿越電影《本能寺酒店》上映；1月21日，領銜主演的玄幻劇《精靈守護者第二季：悲傷的破壞神》播出；10月4日，主演的懸疑動作喜劇《太太請小心輕放》播出，并憑此劇拿下第95回日劇學院賞“最佳女主角”一獎。
2018年2月10日，與坂口健太郎共同主演的愛情電影《今夜，在浪漫劇場》上映；7月10日，主演的電視劇《繼母與女兒的藍調》播出，并憑此劇獲得第22回日刊體育電視劇大賞“最佳女主角”一獎。
2019年1月，出演由中村勘九郎主演的大河劇《飛毛腿~東京奧運故事~》播出；11月20日，獲得“VOGUE JAPAN WOMEN OF THE YEAR 2019”頒發的獎項，該獎項的獲獎者是在各個領域展現出壓倒性活躍的女性，
2020年1月2日，主演的電視劇《繼母與女兒的藍調·2020恭賀新年特別篇》播出。
2021年1月17日，主演的電視劇《天國與地獄》播出，并憑此劇獲得第24回日刊體育電視劇大賞、第107回日劇學院賞“和“東京戲劇獎2021”最佳女主角”一獎。
2022年1月2日，主演的特別劇《繼母與女兒的藍調2022年謹賀新年SP》播出；4月，主演月九劇《前男友的遺書》。
《海街日記》、《我的機器人女友》、《女座頭市》、《今夜，在浪漫劇場》、《巨乳排球》、《被稱為海賊的男人》、《太太請小心輕放》、《亞子的秘密》、《萬能鑒定師Q：蒙娜麗莎之瞳》等。
《天國與地獄》、《今天不上班》、《螢之光》、《白夜行》、《在世界中心呼喚愛》、《飛毛腿~東京奧運故事~》、《繼母與女兒的藍調》、《精靈守護者第一、二季》等。
《風の盆から》、《怨恨的代價》、《里見八犬傳》、《赤色命運》等。
《マーガレット》、《赤いスイートピー 音楽配信》、《飛行機云》、《交差點days》、《Period(通常版)》。
《ハルカノイセカイ02 ハワイ編》、《綾瀬はるかmeets Beautiful Athletes》、《ハルカノイセカイ03 リスボン編》等。
2004年，獲第42回日劇學院賞最佳女配角。
2005年，獲第42回金箭賞新人獎。
2006年，獲第48回日劇學院賞最佳女配角。
2007年，獲第31回エランドール賞(élan d'or)新人賞。
2007年，獲電視月刊《TV JAPAN》評選最佳女主角。
2008年，獲第12回日刊體育電視劇大賞最佳女配角。
2009年，獲第18回橋田賞新人獎。
2010年，獲第63回日劇學院賞最佳女配角。
2010年，獲第66回日劇學院賞最佳女主角。
2011年，獲第69回日劇學院賞最佳女配角。
2015年，獲第83回日劇學院賞最佳女主角。
2017年，獲第5回JAPAN ACTION AWARDS最佳優秀女演員。
2017年，獲第10回CONFiDENCE AWARD DRAMA PRIZE最佳女主角。
2018年，獲第95回日劇學院賞最佳女主角。
2018年，獲第6回JAPAN ACTION AWARDS最佳優秀女演員。
2019年，獲第7回JAPAN ACTION AWARDS優秀女演員。
2019年，獲第22回日刊體育電視劇大賞最佳女主角。
2021年，獲第24回日刊體育電視劇大賞最佳女主角
2021年，獲第107回日劇學院賞最佳女主角
2021年，獲東京戲劇獎2021最佳女主角
2008年，獲第21屆日刊體育電影大獎最佳女主角。
2010年，獲第52屆日本電影藍絲帶獎最佳女主角。
2010年，提名第33屆日本電影學院獎最佳女主角。
2010年，獲第33屆日本電影學院獎最具話題演員獎。
2015年，獲第28屆日刊體育電影大獎最佳女主角。
2015年，獲第7屆TAMA電影獎最佳女主角。
2016年，獲第25屆東京體育電影大獎最佳女主角。
2016年，提名第39屆日本電影學院獎最佳女主角。
2016年，提名第10屆亞洲電影大獎最佳女主演。
綾瀨遙并非傳統意義上的日本美女，她的長相不夠甜美、身上也一直肉乎乎的。但是她很穩健，總是笑容可掬的樣子，看起來很舒服，屬于治愈系的美女。（網易娛樂、Match.com網、《新快報》評）
作為第64屆紅白歌會的女主持人，綾瀨遙“天然”的主持風格，觸動了很多觀眾的心弦。（環球網評）
綾瀨遙主持的紅白歌會比堀北真希的主持帶給人更多更強烈的沖擊和感動。使得現場和節目氣氛高漲，這是很好的主持風格。（評論家中森名夫評）
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