二零零零年二月二十八日,上白石萌歌于日本鹿儿岛县鹿儿岛市出生。她在鹿儿岛市完成了小学阶段的教育,并与姐姐上白石萌音一同进入并毕业于当地一所名为マリアミュージカルアカデミ(Maria Musical Academy)的艺术培训机构。在成长过程中,上白石萌歌留下了许多生活影像记录,这些照片从不同角度展现了她的日常生活与个人风采,其中一些照片里她位于画面右侧,另一些则位于左侧,这些丰富的影像资料共同勾勒出她自然亲切的公众形象。
二零一一年一月,当时年仅十岁、尚在读小学五年级的上白石萌歌报名参加了第七届“东宝灰姑娘”试唱大奖赛。她从超过四万名参赛者中一路过关斩将,最终在同年一月九日于东京举办的发布会上成功当选,成为第七代“东宝灰姑娘”,也是该奖项历史上年龄最小的获奖者。到了九月,她与姐姐上白石萌音共同参与了“HOME MADE 家族”组合专辑《AKATSUKI》中收录曲《スターとライン》的音乐视频录制工作。同年十一月,她又与姐姐及其他演员一同出演了由导演三木孝浩执导的短片电影《空色物语》。二零一二年一月,上白石萌歌在WOWOW电视台推出的悬疑剧集《分身》中首次以女演员身份亮相,在剧中挑战了一人分饰两角,分别演绎了性格截然不同的两位女大学生——氏家鞠子与小林双叶。二零一三年,她出演了校园题材剧集《幽灵女友》,在剧中饰演三年二组的学生藤田朋美;同年九月,她开始担任学研社旗下青少年时尚杂志《Pichilemon》的专属模特,并代表该杂志前往巴黎,参与了名为“トーキョー クレイジー カワイイ パリ”的时尚活动。二零一四年,她在悬疑剧《金田一少年事件簿N》中饰演了角色游佐チエミ;同年十二月,她出演了推理剧《科捜研の女~年末スペシャル》,在剧中与资深演员泽口靖子首次合作,饰演了科学搜查研究人员榊マリコ的中学时代形象。二零一五年,她在爱情剧《钱的战争》中进行了客串演出。三月十日,她为NHK E电视台的动画片《花样河童》演唱了主题曲《ス・マ・イ・ル》,并借此机会于同年六月发行了个人CD单曲,正式以歌手的身份出道;四月,她参演了校园科幻题材电影《脑浆炸裂少女》,在片中饰演一位就读于贵族女子高中的学生濑绎舞香。二零一六年一月三十日,她在青年指挥家山田和树执棒的东京古典音乐会上进行了朗诵表演;二月,悬疑电视剧《再见德彪西~钢琴家侦探岬洋介》首播,她在剧中扮演大富豪香月玄太郎的孙女片桐ルシア;八月,她与桥本环奈合作,共同参演了青春题材电影《春与夏推理事件簿》;同月,她还出演了励志喜剧电影《金牌男人》,在片中饰演游泳部的前辈黑木优子。二零一八年二月,她首次主演音乐舞台剧《续集·穿越时空的少女》,饰演因故部分失忆的高中生芳山和子;同年,她参演了爱情电影《3D女友》,饰演一位只活在自己世界中的宅女学妹绫户纯惠;六月八日,音乐励志电影《羊与钢的森林》上映,她在片中扮演内心坚强、支撑家庭的妹妹佐仓由仁,并凭借这一角色荣获了第四十二届日本电影学院奖的最佳新人奖;七月十日,由绫濑遥主演的家庭剧《继母与女儿的蓝调》播出,她在剧中饰演了女主角宫本美雪的高中时期;七月二十日,她参与配音的动画电影《未来的未来》上映,她在片中为年仅四岁的小男孩角色小君献声。二零一九年一月六日,她出演的校园悬疑剧《3年A班-从此刻起,大家都是我的人质-》正式播出;同年三月,她凭借在电影《羊与钢的森林》中的出色表现,再次获得了第四十二届日本电影学院奖的最佳新人奖肯定。二零二零年一月二日,她继续与绫濑遥合作出演的电视剧《继母与女儿的蓝调·2020恭贺新年特别篇》播出;一月四日,她参演的另一部电视剧《教场》也相继播出;六月二十六日,她主演的、改编自田岛列岛人气漫画的电影《孩子不想理解》上映;同年,她还为动画电影《宝可梦:皮卡丘和可可的冒险》中的主要角色可可进行了配音。二零二一年十月三日,她主演的推理剧《所罗门的伪证》播出,在剧中她饰演了一位文武双全的优等生班委藤野凉子。二零二二年三月十八日,她出演的电影《KAPPEI》上映,在片中饰演女大学生山濑晴;三月二十四日,她主演的另一部电影《梦的水滴与繁星的花朵》上映,在片中饰演女子高中生双见枫;四月十一日,她参演的电视剧《心潮澎湃》播出,在剧中饰演比嘉家的三女儿比嘉歌子;四月二十四日,她出演的校园侦探剧《金田一少年事件簿》播出,在剧中饰演不动高中学校的二年级学生七濑美雪。此外,在二零二二年,她还参演了电视剧《不只是语言》。二零二三年一月五日,她参演的朝日电视台木九档剧集《警视厅outsider》开播;四月,她参演的电视剧《Pending Train-8点23分,明天和你》播出;同年,她参演的另一部电视剧《杉咲花的休工期》也如期播出。九月二十七日,她参演的电视剧《派对浪客诸葛孔明》播出;十月十三日,她参演的电影《宽松世代又如何》上映。二零二四年一月二日,她参演的新年特别节目《继母与女儿的蓝调 FINAL2024年谨贺新年SP》播出。根据已公布的计划,二零二五年一月十日,她主演的电影《366日》将上映;四月二十五日,她出演的电影《派对浪客孔明 真人电影版》将上映;十一月七日,她参演的音乐动画电影《着迷男》将上映;十二月十二日,她主演的另一部电影《浪漫杀手》将上映。而到了二零二六年一月十日,她主演的电视剧《比熊猫更怕恋爱的我们》也将与观众见面。
上白石萌歌的笑容总是洋溢着一种纯真可爱的气息,令人印象深刻。在两次公开审查中,她所展示的演唱不仅声音清澈动人,表情丰富传神,更在整体感染力上呈现出压倒性的魅力。与姐姐上白石萌音相比,上白石萌歌的外貌更显温婉秀气,带有一种小家碧玉般的独特韵味。除了出众的容貌,她的演技同样颇具看点:在《羊与钢的森林》中,她演绎的角色展现出分外坚韧的内心,所弹奏的乐曲音色也格外明快清亮。而作为《未来的未来》的主要配音演员,上白石萌歌则用沉稳而富有张力的声线,诠释出角色大气从容的一面。在各类活动照片中,例如其中一张合影(左二为萌歌),她始终以亲切自然的姿态出现在公众视野,这些影像记录了她参与活动时的生动瞬间,从多个角度展现了其作为艺人的专业形象与个人风采。