自一九九八年起，藤井美菜通过参演《シャンポーの森で眠る》首次登上舞台，由此开启了她的表演生涯。此后数年，她持续活跃于戏剧领域，又相继参与了《スクルージ》和《小公女セーラ》等多部作品的舞台演出，逐步积累了丰富的表演经验。进入高中阶段后，藤井美菜正式将演艺事业纳入人生规划，开始更为系统地从事相关活动。由于当时仍需以学业为重，她在工作选择上颇为审慎，初期主要承接那些拍摄周期较短、时间安排较为灵活的商业广告，例如在二零零五年，她便出演了“英特尔”品牌的一则电视广告，在兼顾课业的同时稳步拓展着自己的演艺道路。
二零零六年，藤井美菜凭借其公映的电影处女作《シムソンズ》正式开启了她的演艺生涯。就在同一年年末，她荣幸地被选为第八十八届日本全国高等学校野球选手权大会（即甲子园大赛）的形象代言人。同样是在这一年，由于所属事务所的变动，她从ユマニテ移籍至CATAMARAN，后又于二零一一年十月再度回归ユマニテ。进入二零零七年，她在十月六日于日本上映的电影《未来预想图》中参与了拍摄，并饰演了宫本明日香一角。二零零八年二月九日，由她与石田卓也、真岛秀和、郭智博共同主演的电影《雨的翅膀》在日本上映，她在片中扮演了池上透花。紧接着在同年十月十日，她参与拍摄的电视剧《血色星期一》也于日本迎来了首播。二零零九年一月二十六日，她又有一部参与拍摄的电影《10个约定》在日本上映。 二零一零年，藤井美菜的演艺活动更为活跃。一月二十三日，她参与拍摄的电视剧《血色星期一2》在日本首播；与此同时，她参演的另一部电影《一切化作海》也在日本上映。同年七月十日，她担任主演的电影《恐怖》在日本公映。到了十二月四日，她参演的电影《武士的家用帐》上映，她在片中饰演了名为猪山政的角色。进入二零一一年，她于一月十一日迎来了又一部参演电视剧《美丽邻居》的首播。 自二零一二年起，藤井美菜正式开始了在韩国的演艺活动，自此频繁地往返于日本与韩国两地之间进行工作。二零一三年四月二十八日，她与李弘基合作出演的韩国MBC综艺节目《我们结婚了》在MBC every1电视台播出。同年十月二十六日，她与藤原薰共同主演的电影《Jinrô Games》在日本上映。二零一六年四月二十二日，她参演的电视剧《医生调查班 : 揭露医疗事故的黑暗》在日本首播；也在同一年，她还参演了电影《肥皂泡》。二零一七年，她出演了电影《人类的时间》。 二零一九年，她参演了于一月二十一日开播的电视剧《节约Rock》。此外，她还参演了关西电视台于同年七月开播的日剧《润一》。二零二一年四月七日，她参演的电视剧《理想的男子》正式播出。二零二二年九月十六日，她出演的电影《夜鹰的单相思》上映。最新的动态显示，在二零二五年二月五日，她参演的电视剧《诚实房地产Minerva 特别篇》播出；随后在同年七月一日，她参演的另一部电视剧《北君可爱到难以招架，只好三人共享了。》也如期与观众见面。
2013年6月18日，藤井美菜与韩国演员李玹雨一同出席了在首尔永登浦区CGV影院举行的第17届富川国际幻想电影节（PiFan）宣传大使任命记者见面会。在当天的活动中，两人正式被电影节组委会任命为本届电影节的宣传大使，并现场接受了委任状。此次活动标志着电影节系列宣传推广工作的正式启动，两位大使也将为影展的顺利举行助力。此外，藤井美菜此前曾发布个人婚纱写真集，展现了其多元化的形象。
藤井美菜在韩国拥有相当高的人气与广泛的关注度，其清新优雅的形象深受当地观众喜爱。特别是在2013年，她先后亮相于韩国颇具影响力的Mnet 20’s choice（20代选择大奖）颁奖典礼以及富川Fantastic国际电影节等重要场合。在这些活动中，她以一袭齐刘海发型搭配淡雅精致的妆容亮相，恰到好处地衬托出她原本就十分出众的五官与姣好的面容，整体造型既温婉又富有气质，给许多韩国媒体与观众留下了深刻而美好的印象。作为一位活跃于国际舞台的艺人，藤井美菜凭借其独特的个人魅力在韩国演艺界也获得了不少认可与好评。