小学时从属于演剧部，在合唱部挂名。学习院女子初中、高中，学习院大学法学部政治学科毕业，柿原彻也是其大学学长 。2003年，参加《索尼音乐SD小组声优甄选》，从2000人中脱颖而出获得最高奖 。2004年1月，出演OVA《柯赛特的肖像》的主角柯赛特而声优出道，同时演唱了该动画的主题曲《宝石》和插曲《Ballad》。2007年3月20日，学习院大学毕业。2007年10月20日，在第20届东京国际电影节中，放映了麻里奈担任主役野口百南花的OVA《少女杀手》，第一次踏上了红地毯。同年获得广播节目《范子与大雄的动画大乱斗》里的2007最优秀女性声优奖、并获得了ANIKAN大奖的新人奖第一名，被评价为实力派声优。2008年1月1日，离开Voice&Heart事务所，加入Sigma Seven事务所 。2013年5月30日，个人第一本写真集《井上麻里奈 MariIro》正式出版 。