芦田爱菜3岁进入Jobby Kids演艺经纪公司，2009年，出演朝日放送的《ABC短篇电影2：大冒险妈妈》，开始其演艺生涯。同年出演电影《仰望半月的夜空》与《告白》。
2010年，参与连续剧《Mother》而受到注目，并得到第65回日剧学院赏新人奖，成为该奖项史上最年轻得主 。同年，出演电影《新人鬼情未了》，并藉此获得第34届日本电影学院奖新人奖。12月，由芦田爱菜与爱菜Project共同完成的书籍《爱菜学》发行，这本书介绍了芦田爱菜的早期出道经历以及其父母对孩子的教育方式。此外，同年还参与了《白兔糖》与《阪急电车》的演出和《卑鄙的我》的配音工作。
2011年，参与了《再见了我们的幼稚园》的演出，以六岁的年龄创下日本电视剧史上最年少主角纪录。同年主演的电视连续剧《高护木的规矩》在关东地区平均收视率为15.8%，最终回高达23.9% ，成为日本2011年春季连续剧收视第二高的剧集。芦田爱菜因在《高护木的规矩》与《再见了我们的幼稚园》中的表现获得第69届日剧学院奖最佳女主角奖。此后与铃木福及MOOK共同演唱的《高护木的规矩》主题曲《Maru・Maru・Mori・Mori！》单曲CD发布 ，最高销售量进入日本公信榜周榜前十 。4月，成为日本《小学一年生》杂志特邀封面人物。5月5日，参与《日本放送》节目并担任主持人一职，因此成为历史上年纪最小的电台主持人。8月，由其主演的漫画改编电影《白兔糖》上映，芦田爱菜在电影中饰演孤儿“凛”一角，此后因在《阪急电车》与《白兔糖》中的表现而获得2012年第54届蓝丝带奖新人奖 。2011年10月，推出单曲《美好的星期日~Gyu Gyu Good Day！~》而进军歌坛。
