綾瀨遙出生於日本廣島縣的一個農民家庭，小時候是個活潑可愛的孩子，喜歡跟哥哥一起去田野玩耍，跳進河裡抓螃蟹，是別人眼中的「野孩子」。
16歲以前，她並沒有想過要成為演員，高一的時候，一次偶然的機會改變了她的一生。她陪朋友一起參加了日本新秀甄選活動意外被選上，當時她又開心又糾結，如果將來要進入藝能界，這意味著要離開家鄉去東京發展，為此她考慮了很久，慎重考慮後她退學去了東京。
來到東京後，她一邊念高中，一邊開啟自己的演藝事業，憑藉電視劇《金田一少年之事件簿》正式出道，出道早期她知名度較低，能夠獲得的工作機會很少，當時她給自己三年時間，如果沒有成名就回廣島。
2004年，綾瀨遙遇到了自己的人生轉折，她參加了電視台新劇《在世界中心呼叫愛》的演員甄選活動，從七百多名候選人中拿到身患白血病的「廣瀨亞紀」這一角色，為了演好這部戲，她減掉7公斤體重，原本的長髮也被剃成了光頭。這部劇播出後爆紅，綾瀨遙演技大獲認可，憑藉該角色她獲得了第42屆日劇學院賞最佳女配角獎。
有了一定的人氣後，她資源越來越好，事業發展的道路似乎也順利了起來，這個時期她拍攝了顏值巔峰之作《白夜行》，劇中她出演了一生都在掩飾內心，從不以真面目示人，為達目的，可以無底線傷害身邊的人的「唐澤雪穗」。除此之外，她還跨界進入樂壇，發行首張單曲《Period》，該單曲銷量登上Oricon公信榜的第8位。
2008年，綾瀨遙主演了韓國導演郭在容執導的科幻電影《我的機器人女友》上映，該影片在中韓上映後都創下超高票房，2009年電影引進中國，國內的大部分觀眾也是因為這部電影而認識綾瀨遙的。
此後她進入事業巔峰期，獲獎作品也越來越多，09年憑藉日劇《仁醫》獲得橋田賞新人獎，10年憑藉電影《巨乳排球》獲得日本電影藍絲帶賞最佳女主角獎，15年憑藉電影《海街日記》獲得TAMA電影獎最佳女主角，17年憑藉日劇《精靈守護者》 JAPAN ACTION AWARDS 最佳優秀女演員。
綾瀨遙獲獎作品遠不止以上提到的，而且目前她仍以「日劇女王」身份活躍於日本藝能界，相信未來她還能給大家帶來更多更好的作品。