2013年12月，武田玲奈在第2届歌手发掘试唱比赛中获得大奖 ，并由此在演艺界出道 。2014年2月，成为了青年杂志《Popteen》的专属模特，开始进行演艺活动 ；4月，武田玲奈说服了一直反对自己去东京去生活的父母，从家乡福岛县前往东京 ；同年被选为第96回（日本）全国高等学校棒球大赛福岛县KFB高中的应援人物 。2015年2月26日，武田玲奈登上了青年杂志《周刊YOUNG JUMP》的封面，以写真偶像身份出道并初次参与泳装拍摄 ；3月，出演漫改电影《暗杀教室》实现演员身份出道，为饰演“不破优月“一角将长发剪为短发 ；8月，担任西班牙足球运动联赛大使 ；10月3日，与吉本实忧、葵若菜等人联合出演的剧情片《罪的留白》在日本上映，饰演“木村千晶”一角 ；10月25日，与中川大志、山崎紘菜、森川葵等人联合出演的 漫改日剧《监狱学园》在日本首播，饰演学生会会长“栗原万里”的妹妹“栗原千代” ；接着首次担任主演的恐怖电影《ハロウィンナイトメア2》在日本上映 ；11月20日，首次参与WOWOW电视台特别节目《伝统の一戦クラシコ直前！生放送スペシャル》的现场直播 ；同年参与拍摄电视剧《没撑伞的蝼蚁们》的第4集，扮演角色“赤津舞”的中学时代 。2016年3月，参演特摄剧《假面骑士亚马逊们》 ；4月1日，武田玲奈宣布从青年杂志《Popteen》毕业 ；4月2日，出演的惊悚恐怖电影《窥视之眸》在日本首映 ；4月20日，从《non-no》杂志发售的6月号开始担任该杂志的专属模特 ；10月，在唐泽寿明主演的刑侦喜剧《最后的警察》里扮演了女刑警“小山内美咲” ；12月，参演滨边美波主演的漫改日剧《天才麻将少女》 。2017年，武田玲奈搭档冈山天音双主演了拳击题材电影《ポエトリーエンジェル》 。