2012年，首次出演「大河剧」，在《平清盛》里演出平安时代的美人「常盘御前」一角，以及主演朝日电视台的《W的悲剧》，首次挑战一人分饰两角，演出获得好评。同年8月24日，结束了5年9个月担任杂志《Seventeen》专属模特儿的工作。自2012年的《W的悲剧》之后，至2016年，武井一共接演11部连续剧，其中9部为主演。2017年，接拍松本清张知名的《黑色笔记本》系列翻拍版，饰演恶女，获得观众及媒体好评。亦代言过电玩仁王，担任里面的角色阿胜。
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