少女漫画雑誌『ちゃお』（小学館）に連載されていた今井康絵の漫画『シンデレラコレクション』の主人公に似ている女子を探す「ニーナをさがせ!!モデルオーディション!!」というオーディションに妹が写真を送ったところ、特別賞を受賞し、これをきっかけに芸能界入り。ファッション雑誌『CANDy』のモデルオーディションでグランプリを獲得し、専属モデルとして活動する。アニメ映画『時をかける少女』の主人公の声を担当、実写版『時をかける少女』でも主人公を演じる。2008年、映画『純喫茶磯辺』で、第30回『ヨコハマ映画祭』最優秀新人賞と第63回『毎日映画コンクール』スポニチグランプリ新人賞を受賞。2010年、ヒロインであるゼブラクイーン役で出演した映画『ゼブラーマン -ゼブラシティの逆襲-』にて、ゼブラクイーンとして歌手デビューを果たした。この作品と『時をかける少女』の演技が評価され第34回日本アカデミー賞など数々の映画賞を受賞。2011年、東日本大震災の復興支援のために結成されたチーム・アミューズのチャリティー楽曲「Let's try again」に参加。2013年3月21日、中尾明慶との婚約および妊娠中（3か月）であることを発表、4月18日に婚姻届を提出した。2013年10月4日、第1子となる男児を出産。2014年、長崎県東彼杵町ふるさと大使に任命される。
インク・スポッツのチャーリー・フークァの甥であるハーヴィー・フークァは、プレンティス・バーンズとダニー・コギンスの二人と共にクレイジー・サウンズというグループを1951年に結成する。ボビー・レスターが後に加わる。1952年、クリーブランドのクラブで活動していた所をDJのアラン・フリードの目に止まり、グループのマネージャーとして参加する。クレイジー・サウンズはフリードによってムーングロウズと名を変える。コギンスが脱退し、ピート・グレイヴスとギターのボビー・ジョンソンが加わる。同年、フリードが立ち上げたシャンペーン・レコードからデビューを果たすが、成功する事は無かった。次に契約したチャンス・レコードでは、成功しなかったのはおろか、倒産してしまうという憂き目にあう。しかしグループの更なる努力とフリードの強力なバックアップにより、全国的に知名度を上げて行く。その活動が功を奏し、1954年にグループは後にチャック・ベリーやボ・ディドリーらが所属するシカゴのレコード会社、チェス・レコードと契約を交わす。そしてチェス・レコードから発売した1枚目のシングル「シンセアリー」が大ヒットし、1955年にR&Bチャートの1位を記録する。また同月にレコード会社は、ムーングロウズがバラードのグループとして認知されるのを危惧し、一時的にムーングロウズは「ボビー・レスター&ザ・ムーンライターズ」名義でシングルを2曲、チェス・レコード傘下のチェッカー・レコードで録音している。「シンセアリー」に続くムーングロウズ名義のシングル、「モスト・オブ・オール」がヒットしたのをきっかけに、ムーングロウズは有名ドゥーワップ・グループとして全国的に名を広める事となる。1956年には映画「ロック・ロック・ロック」に同じレーベル所属のチャック・ベリーやザ・フラミンゴスと共に出演し、歌っている。この頃から、フリードとのマネージャー関係は消化している。また、グループは同レーベル所属のボ・ディドリーのレコーディングにもバックコーラスとして参加している。1958年、リードを務めていたボビー・レスターがソロ活動のため脱退。グループ名を「ハーヴィー・フークァ&ザ・ムーングロウズ」とし、同年にシングル「恋の十戒」を発表し、ムーングロウズの人気も下火となってきたこの時期最大のヒットとなる。その後もシングルを発表するが、1960年に解散する。フークァは、当時マーキーズというグループで活動していたマーヴィン・ゲイの才能を見出し、後に彼のプロデュースに力を注ぐ。2000年にロックの殿堂パフォーマンス部門入りを果たす。
現在はレースクイーンを多く輩出する芸能事務所が多数あり、レースが行われない週末のカメラ小僧向けのアマチュア撮影会に所属のレースクイーンをモデルとして出演させて収益を得る、といったことが行われている。そのため最近では、レースはスポンサーアピールだけでなく、撮影会の集客の宣伝の場ともなっている。また、ワンエイトプロモーション、フェスタソーレ、エモーションカンパニーなどレースクイーンに特化したタレントマネージメント・撮影会事業を展開する業者も登場している。逆に「レースクイーン」の肩書き欲しさに、イベントコンパニオン関連の事務所（中でもパチンコ系のイベント会社）自社の資金でレーシングチームのスポンサーとなり、自社のコンパニオンをレースクイーンに起用するといった例も見られる。また、特にAV女優をレースクイーンとしたソフト・オン・デマンドの例（2002年のフォーミュラ・ニッポンで山本清大をスポンサードした）もあるが、当時プレスのみならずレース関係者、一般の観客の間からも激しい批判が起こった。国内モータースポーツで一番動員力があるSUPER GT（旧全日本GT選手権）は注目度も高いため、年々レースクイーンの数も増加の一途をたどった。特に2003年には飽和状態に達し、1レースで200名以上、1台のマシンに10名以上が立つチームも現れたことから、翌2004年以降は競技の進行を円滑に行うため、1台に対する人数の規定が設けられた。しかし、1レースに立てるのが4人だけで、実際は2007年までは5人以上登録していたチームも存在したため、全体で160〜180人程度いた。2008年に正式に公式規則で登録できるのが1シーズン4名までと規定され、人数も100人程度に減少した。（2008年から2011年までは4名まで、2012年より6名まで、2016年から登録人数は8人に緩和、1レースに立てるのは6人で変わらず）そもそも日本で行われるレースが少ないことやレースクイーンとしてのギャランティーも下落している。岡本夏生・飯島直子らが人気レースクイーンとして活躍していたバブル期はレースウィークだけでも数十万円という時代はあったが、1990年代後半は所属事務所がレースクイーンになりたいモデルを無料で送り出すケースも出始め、ギャラのケタも一つ少なくなった。狭き門のオーデションを通過してレースクイーンになってもレースのない時期はイベントコンパニオン・撮影会モデルや、一般企業のOLなどの副業で生計を立てる者がほとんどである。1990年代後半から、「レースクイーン・キャンギャル情報誌」を名乗る書籍（雑誌、ムック等）が雨後の筍のごとく次々と創刊されたが、大方ほんの数年で軒並み休刊・廃刊に追いやられている。しかし、『オートスポーツ』別冊として当初スタートした『ギャルズパラダイス』などはモーターショーや見本市のコンパニオンとして出演するモデル達も取りあげることで現在も発行を続けている。