2012年3月，在时尚杂志《VOGUE Japan》担任模特，并成
为历史上年龄最小的《VOGUE》封面人物（副刊《VOGUE Angels》封面人物）。同年出演电视剧《美雨》，并为其演唱主题曲《对雨许愿》。8月，《对雨许愿》作为单曲发行。11月，再次担任《VOGUE Japan》的模特。12月27日在东京品川区立综合区民会馆举行首场个人演唱会“～冬季仙境～”，成为J-Pop史上最年轻的个人演唱会举办者 。芦田在演唱会上演唱了自己的歌曲，并翻唱了少女偶像天团AKB48的经典曲目《Everyday、Katyusha》等。
2013年4月，在多伦多参与《环太平洋》的拍摄，出演该电影中的幼年麻子。此前在东京进行选角会时被导演点名起用 。《环太平洋》的出演是其在好莱坞迈下的第一步。芦田爱菜称，若有机会，将继续在好莱坞出演电影 。同年饰演为纪念日越建交40周年而拍摄的《The Partner ～给挚爱的百年朋友～》中铃木樱一角。此外，其参与的《人生别气馁》与《圆桌》两部电影分别在2013年11月与2014年上映。
2014年1月，芦田爱菜出演的《明天，妈妈不在》在日本播出，该剧首集收视率达到14% 。3月，出席第六届冲绳国际电影节 。
