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2005年，小学6年级的新川优爱便和经纪公司签约，从而也开启了个人的演艺生涯之门。
2008年，在经过了两年多的磨之后练新川优爱参演了个人的首部电视剧作品《长男的结婚》。
2010年，新川优爱参加了MissMagazine大奖赛，并以不俗的表现最终获得了比赛的冠军；同年，新川优爱又与小池唯、高木古都、大谷澪等人合作主演了校园爱情轻喜剧《热浪来袭！猫之谷！！》；此外，新川优爱还迎来了个人的大银幕处女作《瞬》。
2011年，新川优爱与小岛藤子、松下优也、未来穗香联袂主演了青春爱情剧《抓住明日之光2》；随后，新川优爱又与武井咲、松坂桃李、木村文乃合作出演了漫改浪漫爱情片《今天开始恋爱吧》；此外，新川优爱还与中村苍、池松壮亮、富田佳辅共同出演了现代剧情片《去吧!男子高校演剧部》；同年8月，新川优爱参加了由集英社杂志《ミスセブンティーン》举办的选美小姐活动，并再一次获得了冠军的成绩；而成为了任集英社专属模特的新川优爱则开始渐渐崭露头角。
2012年，新川优爱先是出演了现代家庭剧《爸爸是偶像》；随后，她还与与AKIRA、泷本美织、山本裕典等人共同出演了漫改校园偶像剧《麻辣教师GTO》及其特别篇，而新川优爱也凭借在剧中饰演有些任性的可爱女生上原杏子而获得了更多关注。
2013年，新川优爱与米仓凉子、沟端淳平、片濑那奈合作出演了现代校园剧《35岁的高中生》；同年，她还与观月亚里沙、大政绚、光石研等人共同出演了校园励志剧《夜野老师》。
2014年，新川优爱出演了青春运动剧《水球不良少年》，饰演了水兰高校女子水球部队长藤崎玲。随后，她又出演了’漫改校园青春爱情片《闪烁的青春》，在片中则饰演了漂亮却喜欢独来独往的冷漠女生村尾修子。同年，她还相继出演了都市人性剧《钱的战争》；古装武侠剧《大江户搜查网2015》。
2015年，新川优爱出演了都市爱情偶像剧《恋仲》，饰演了成绩优秀且才色兼备的美女研修医生泽田一叶；随后，她还在根据同名小说改编的校园推理侦探剧《青春侦探晴也》中本色饰演了美丽时尚的女主角能见美羽；同年，其参演的都市商战剧《风险之神》在日本播出；此外，她还接替本仮屋唯佳成为了生活信息类节目《国王的早午餐》的常规成员。
2016年，新川优爱参演了现代美食剧《总理的料理人》；同年，她还在探案推理剧《IQ246~华丽的事件簿~》中饰演了娇生惯养且不懂世事的千金小姐法门寺瞳。
2017年，新川优爱出演了根据同名轻小说改编的现代剧《樱子小姐的脚下埋着尸体》；同年，她与松井玲奈搭档主演的现代剧情片《女神》在日本上映。
2018年7月23日，新川优爱主演的现代剧《星屑复仇者》开播，其在剧中则饰演了主人公楠木春；9月，她还参加了第27届TokyoGirlsCollectionAUTUMN/WINTER。与谐星诚子担任《虽然是丑女但我爱你》双主演。
2019年，参演NHK时代剧《大富豪同心》5月10日播出。
2019年8月9日，新川优爱宣布和圈外男友注册结婚，并宣称还会继续在演艺事业上努力，暂未怀孕，他们的婚礼婚宴等具体事项也没有确定。
2019年8月11日，新川优爱在东京都内举行了结婚信息发布会。会上，新川优爱表示，结婚对象比自己大9岁，是一位自己从十几岁开始就认识的外景巴士司机。此外，她还向媒体公开了结婚对象的肖像画。
综合