祖父是物理学家小林祯作（原北海道大学教授）。东京都御茶水女子大学在学期间是cent. Force所属的电视艺人和自由播报员。2010年4月加入TBS电视台，担任晨间新闻节目主播。2014年10月任《报道特集》新闻节目主播。2016年2月1日小学馆《周刊邮报》上刊载了小林悠与某男性实业家在某酒店约会的不伦消息，之后她便精神不振，从2月26日起不再参与应由她主持的直播综艺节目。TBS电视台播报员分部官方网志「小林悠的悠草子」也在2月中旬关闭。3月4日，她以健康状况不良为由从TBS电视台离职。3月16日，