2000年，秋山莉奈作为广告模特开始在一些泳装杂志和电视广告上出现。2001年，凭借科幻特摄剧《假面骑士AgitΩ》进入演艺圈，秋山莉奈在剧中饰演能预知事物和有透视能力的“风谷真鱼”。

2002年3月20日，出版写真集《DER》。2003年，出演了由大冢千寻、夏八木勋、高桥和也领衔主演的美食剧《流氓蛋糕店》。

2004年12月16日，碟报潜入游戏《合金装备3：食蛇者》发布，秋山莉奈作为该游戏的平面模特出席了游戏的脱口秀和见面会，由此受到关注。

2005年7月16日，与岩佐真悠子、小松爱、福士诚治共同出演的科幻电影《爱因斯坦女孩》首映；9月22日，发行写真集《BeachAngels》；11月23日，发行写真集《楽园》。

2006年6月，发行写真集《失乐园》；8月19日，出演的动作电影《七武僧传》首映；10月13日，与北川弘美、高桥良辅联袂出演的爱情剧《丘比特的恶作剧·虹玉》首播；12月30日，出演的恐怖电影《黑暗法师：B-page》首映。

2007年4月20日，与渡边哲、伊崎右典合作出演的悬疑推理剧《偷窥屋》播出；8月4日，主演的电影《剧场版假面骑士电王：我，诞生！》在日本上映。

2008年，秋山莉奈推出了个人手办，售价达18900日元；同年4月2日，多元素系列剧《世界奇妙物语2008春季特别篇》首播，秋山莉奈与船越英一郎、齐藤晓联袂出演了《日出走过商店街·活泼的日子》单元；4月12日，与佐藤健、濑户康史、中村优一共同出演的科幻动作片《剧场版假面骑士电王与基瓦：高潮警察》上映；10月4日，与中村优一、樱田通、佐藤健合作出演的科幻动作片《剧场版再见假面骑士电王：最后的倒计时》上映；10月9日，秋山莉奈作为嘉宾参加了东京电玩展，并在Hudson展台的一系列舞台活动上露面；10月17日，出演的励志剧《王牌男公关》播出；11月22日，与佐藤佐吉、森下悠里等领衔主演的奇幻喜剧片《平凡庞趣》首映，秋山莉奈在片中饰演神秘美少女“鳄渊美香”；12月6日，出演的悬疑动作片《特命系长只野仁：最后的剧场版》上映，秋山莉奈饰演著名模特“西尔维娅”。

2009年7月11日，与八神莲、大河元气等联袂出演的喜剧电影《第二写真部》上映；7月18日，搭档中村诚治郎主演的爱情电影《窗外的世界》上映，秋山丽奈在片中饰演得了肌萎缩侧索硬化症的“宫前美沙”。

2010年5月22日，出演的科幻动作片《假面骑士超级电王电影三部曲：红之章》首映；6月5日，与樱田通、高山侑子领衔主演的科幻动作片《假面骑士超级电王电影三部曲：蓝之章》上映；6月19日，与户谷公人、古川雄大共同主演的科幻动作片《假面骑士超级电王电影三部曲：黄之章》上映；9月4日，领衔主演的奇幻动作恐怖片《哥特洛丽塔处刑人》首映，秋山莉奈饰演化身哥特洛丽塔为父母报仇的“雪”。

2011年1月28日，发行写真集《ザおしり2》；3月27日，与吉野公佳共同出演的特别剧《修罗雪姬》播出；4月1日，出演的科幻动作片《OOO·电王：全体骑士，去吧！假面骑士》上映；5月27日，出版写真集《ザ?おしり3》。

2012年6月27日，发行了写真集《少年とオシリーナ》；7月21日，出演的动作电影《钢铁少女》上映。2013年5月25日，发行写真集《ボクの彼女》；8月20日，发行写真集《美尻物语》；12月20日，发行写真集《思春期のおもてなし》。

2015年，出演了由松下由树、水野美纪、原田龙二等共同主演的刑侦剧《新?おとり捜査官19》。

2015年6月，秋山莉奈在自己的博客上公布自己已与男友、赛艇选手后藤翔之入籍结婚；10月21日，秋山莉奈通过博客宣布了怀孕的消息。2016年2月19日，秋山莉奈产下了一名男婴，重2370克。

秋山莉奈脸蛋清纯，身材非常纤瘦。和她纤细的四肢和躯体相比，特别突出丰满的臂部为其特点。秋山莉奈虽不是童颜巨乳，但却很符合日本男性观众对细腰丰臀的爱好，因此获得了“美臀女王”、“御臀莉奈”的美誉，并成为了宅男们的追捧对象。

清纯可爱的秋山莉奈性感丰满、肤白貌美，曲线凹凸、身材诱惑。丰满的臀部让人印象深刻。外形酷似梁洛施。她不但是成功的写真女星，在影视圈也有不错地发展。