2009年，工作以杂志和广告为主的川口春奈开始获得参演电视剧的机会 。她的电视剧出道作是2009年10月开始播放的月九剧《东京DOGS》，在剧中饰演主角高仓奏（饰）的妹妹高仓花梨。2010年1月26日，参与拍摄的电视剧《决定不哭的日子》在日本首播 。3月，首次主演电视剧，为单集电视剧《初恋纪录》。4月23日，参与拍摄电视剧《不良仔与眼镜妹》在日本首播 。2011年，开始参与电影的演出，她首部出演的电影是由前田敦子主演的《如果高校棒球女子经理读了彼得·杜拉克》，她在电影里饰演前田的儿时好友。7月20日，改编成电视剧的少女校园漫画《樱兰高校男公关部》在日本首播，川口春奈在剧中饰演女主角藤冈春绯（藤冈ハルヒ），初次主演电视连续剧 。2012年2月18日，跟同属研音的志田未来一同主演恐怖电影《POV～被诅咒的影片～》在日本上映。3月17日，主演的电影《樱兰高校男公关部》在日本上映 。4月，她在改篇自东川笃哉小说《放学后再推理》的同名电视剧中，饰演女主角“雾之峰凉”（雾ヶ峰凉），跟同属研音的男演员速水直道拍档，再次主演深夜电视剧 。7月3日，出演富士电视台翻拍经典电视剧AKIRA主演的2012版《麻辣教师GTO》及其后续SP作品，饰演相泽雅。2013年，川口春奈从高中毕业。1月，漫画改篇电视剧《金田一少年之事件簿》的第五季单集特别篇《香港九龙财宝杀人事件》播出，在剧中饰演女主角七濑美 雪。3月，初次举办影迷活动， 第二本写真集《haruna 2》亦以“毕业”为主题。6月14日，主演的恐怖电影《绝叫学级》在日本上映 。7月15日，主演的电视剧《天魔出动》在日本首播 。10月24日，与铃木砂羽、田辺诚一、古川雄辉、铃木福等主演的电视剧《丈夫的女朋友》在日本首播。剧中，川口春奈与女演员铃木砂羽扮演的女性进行身体调换，饰演心理年龄39岁外表却只有20岁的派遣职员山岸星见 。2014年7月12日，与福士苍汰等主演的电影《只要你说你爱我》在日本上映，在剧中饰演16年间从未交过男朋友，甚至连朋友也没有的橘梅 。7月19日，与山田凉介等主演的电视剧《金田一少年之事件簿N》在日本首播，在剧中饰演女主角七濑美雪，成为继友坂理惠、铃木杏和上野树里后第四个出演该角的女演员 。8月3日，川口春奈出演了由日本电视台播出的综艺节目《行列法律相谈所》 。8月27日，川口春奈宣布首次参演舞台剧，参演作品为青山演剧节特别参赛作品《没有人活着吗》 。2015年7月9日，与北川景子等演员主演的电视剧《侦探的侦探》开播，在剧中饰演“反侦探科”的新人峰森琴叶 。和林遣都主演漫画改编电影《苦涩微甜》，2016年上映 。2016年，主演由人气漫画改编的同名电影《一周的朋友》 。主演的NHK-BS剧集《备考的灰姑娘》于7月10日正式播放与观众见面 。6月18日，出演由西岛秀俊主演的电影《毛骨悚然》在日本上映 。