2008年に『ニコ☆プチ』でデビュー[4]。以降、モデルとして様々な雑誌で活躍[4]。山梨県内の帝京第三高校に通いながら芸能活動を両立させ、2014年3月に卒業[5]。高校時代はチアリーディング部に所属しており[6]、全国高等学校サッカー選手権大会の応援でテレビ中継に映り話題となった事もある[7]。

2014年に公開された、中島哲也監督の映画『渇き。』のオーディションで中島監督に発掘され、主人公の娘、藤島加奈子役で本格的な演技に初挑戦し、女優デビューを果たす[8]。『近キョリ恋愛』では枢木ゆに役[9][10]で、『バクマン。』では亜豆美保役[11][12]でヒロインを務めた。

2016年、『溺れるナイフ』で映画初主演を決める。そしてマーティン・スコセッシ監督の映画『沈黙 -サイレンス-』にも出演[13]。

2016年前後からシャネルのブランドアンバサダーを務め始め[14][15]、2017年5月31日に綱町三井倶楽部で開催されたシャネルの2016-17年 メティエダールコレクション パリ コスモポライトのショーにも出演した[16]。

2019年5月、映画『さよならくちびる』での役柄である門脇麦とのギターデュオ「ハルレオ」として、ミニアルバム『さよならくちびる』でCDデビュー[17]。この映画での演技が評価され、第41回ヨコハマ映画祭主演女優賞を門脇と共に受賞[18]。さらに『来る』と『閉鎖病棟 -それぞれの朝-』での演技も評価され、第44回報知映画賞助演女優賞も受賞した[19]。

2021年11月15日、俳優の菅田将暉と結婚したことをそれぞれのSNSにて連名で発表した[3]。菅田とは『ディストラクション・ベイビーズ』『溺れるナイフ』『糸』などの映画作品で共演し、2018年から「niko and… 」のファッションアンバサダーを3年間共に務めた[3]。

2024年3月9日、第1子を出産したことを双方の所属事務所の公式サイトにて報告した[20][21]。
人物

小松の地元は山梨だが[5]、父は佐賀県、母は沖縄県の出身である[22]。