2002年から2005年までの3年間、ローティーン向けファッション雑誌「ラブベリー」（徳間書店）の専属モデル、ラブベリーナとして活動。当初の所属芸能事務所は、ボックスコーポレーション。2006年、フェイスネットワークに移籍した。2007年、神コレモデルオーディションにて、決勝まで残るも賞は獲得できなかった。ミスマガジン2007でも、セミファイナリストまで残るもファイナリストには残れなかった。しかし、残れなかったメンバーの中からGyaO賞に選出。この受賞をきっかけに、2007年7月31日から、芸名を宇野 優美（うの ゆみ）に改めた。ちなみに、苗字の宇野は、Gyaoを運営するUSENで当時社長を務めていた宇野康秀にちなんでいる。2008年4月1日、フェイスネットワークより芸能部が『プラチカ』に分社化するに伴い、プラチカに移籍。同時に、芸名を本名の小林優美に戻した。また、2年連続で神コレモデルオーディションにて、決勝まで残るもまたもや賞は獲得できず、雑誌PINKYのプリンセスPINKYオーディションでも最終候補者まで残るが、賞は獲得できなかった。また、工藤菜緒（現・茨木菜緒）と共にANIMAXイメージガールに選ばれる。同年9月6日から、CS放送のANIMEMAXでの銀河鉄道999のCMで、銀河鉄道999のキャラクターメーテルのコスプレをしながら「あなたの好きなメーテルは?」のCM出演をしていた。2009年度のアサヒビールイメージガールを務めた。2010年4月1日、バーニングプロダクションに移籍。同年夏からファッション誌「Ray」の専属モデルを務めるほか、ファッションイベントの東京ガールズコレクションやGirls Awardにショーモデルとして出演している。2011年1月12日、『美咲ナンバーワン!!』（日本テレビ）のまりえ役で、テレビの連続ドラマに初めてレギュラーで出演。この作品を皮切りに、2011年4 - 6月には『シマシマ』（TBS）、2012年には『都市伝説の女』（テレビ朝日）『GTO』（関西テレビ）に登場している。
しろうるりは「徒然草」第60段に登場する仁和寺真乗院の盛親僧都がある法師につけた渾名として登場する。僧都自身、しろうるりについては、「さる物を我も知らず。若しあらましかば、この僧の顔に似てん」（そのような物を私も知らない。もしあるとすれば、この法師の顔に似ているだろう）とだけ言及している。作品中には、この他にしろうるりについて触れられた箇所はなく、そのため詳細は知られておらず、僧都の創作の可能性もある。転じて作品中に登場した事物で詳しい言及を全くなされていないものを「しろうるり」と呼ぶことがある。
宮城県本吉響高等学校時代は野球部在籍し投手として活躍。20歳で入門し22歳の2003年8月12日、小野寺正明としてプロデビュー。2004年11月3日、5回TKO勝利で東日本ライト級新人王獲得。2004年12月19日、全日本ライト級新人王獲得。2005年、ジムの先輩西島洋介山にあやかり、リングネームを「小野寺洋介山」とする。2005年8月30日、B級トーナメントウェルター級準決勝で中川大資（帝拳）に3-0の判定勝利を収め、10月26日の決勝では沼田康司（トクホン真闘）に3-0の判定勝利を収めた。2006年12月9日、B:Tight!ライト級決勝で小木曽研二（塚原京都）に4回TKO勝利を収めた。2007年2月10日、中森宏（平中）に7回TKO負けを喫し、デビュー以来の連勝記録は16で止まった。2009年4月4日、第30回チャンピオンカーニバルで13度の同級王座防衛記録を持つ木村登勇（横浜光）に判定勝ちし、日本スーパーライト級王座を獲得した。小野寺はこの試合に対し、4月23日選考の同チャンピオンカーニバル殊勲賞および東日本ボクシング協会の平成21年4月度月間最優秀選手賞を受けた。またこの勝利により、WBA世界同級14位にランクされた。2009年8月10日、後楽園ホールに於いて3位の和宇慶勇二（ワタナベ）と対戦し、3Rにダウンを奪って3-0の判定勝利で初防衛に成功した。2009年12月14日、後楽園ホールに於いて12位の西尾彰人（姫路）と対戦し、6RTKO勝利で2度目の防衛に成功した。2010年4月12日、3度目の防衛戦で、同級1位の亀海喜寛（帝拳）と対戦し、9RTKOで敗れて3度目の防衛に失敗し王座から陥落した。2011年3月11日、30歳の誕生日を迎えた日に現役引退を表明。
2004年の秋に中央競馬でデビューし、新馬戦ではルスナイオブサクラに5馬身差をつけて圧勝。2戦目のファンタジーステークスも2着モンローブロンドに4馬身差をつけて快勝し、阪神ジュベナイルフィリーズに駒を進めた。単勝1.7倍の圧倒的な1番人気で挑んだ同レースは、直線猛然と外から追い込んだものの、鞍上の福永祐一が想定していたより脚色が伸びずショウナンパントルからアタマ差、2着アンブロワーズにもハナ差届かない3着に敗れた。2005年はフィリーズレビューから始動し、このレースを勝利すると桜花賞に挑んだ。桜花賞では2番人気で迎え、好位5番手追走から直線先頭に立ち、最後は追い込んできた1番人気のシーザリオをアタマ差で抑えてGIを初勝利した。距離の長い優駿牝馬（オークス）を回避し、史上初めてクラシックホース勝ち馬として出走したNHKマイルカップでは福永曰く「状態は今までの中で最高」で迎え、スローペースを味方につけて4番手追走から直線インコースから抜け出し、デアリングハートに1馬身4分の3の差をつけて優勝、牡馬を破って桜花賞とNHKマイルカップを制覇という組み合わせでの変則二冠を達成した。秋初戦のローズステークスでは先に抜け出し逃げ込みを図るも、ゴール目前でエアメサイアに差され、2着に敗れた。続く秋華賞では変則三冠馬となれるのかどうかが注目されたが、またしても直線抜け出したところでエアメサイアとの一騎打ちの様相を呈し、最後はクビ差振り切られて2着と敗れた。福永によれば、ローズステークスを叩いていたにもかかわらず少し行きたがるそぶりを見せ、また3コーナーで接触し馬が気を悪くしていたという。ハットトリックやダイワメジャー、叔父アドマイヤマックスなど歴戦の古馬との初対戦のレースとなったマイルチャンピオンシップでは桜花賞、NHKマイルカップに続くマイルGI3連勝がかかっており、マイルチャンピオンシップ3連覇がかかっていたデュランダルに続く2番人気の支持を得る。レースでは中団に位置取りし、直線では先に抜け出したダイワメジャー、ダンスインザムードを捕まえにかかったところで大外を強襲したハットトリックに交わされたものの、ハットトリック、ダイワメジャーに続く3着と健闘した。その後、年末の阪神牝馬ステークスにも単勝1.6倍の圧倒的1番人気で出走したが逃げる形になり、最後は力尽きて有終の美を飾ったアドマイヤグルーヴの4着に敗れた。JRA賞選考では、シーザリオにわずか9票差及ばず最優秀3歳牝馬の座を逸した。