1993年12月24日，西內瑪利亞出生于日本福岡縣福岡市。從小學三年級至初中2年級參與學校羽毛球比賽，并在福岡市內大會上獲得過四次優勝，同時，她還擁有六年的鋼琴學習經驗 ?。

　　2006年夏季，西內瑪利亞在福岡市游玩時碰上了VISION FACTORY事務所的經紀人，并被發掘入行；同年，西內瑪利亞升入初中，就讀的是藝人輩出的福岡第一經濟大學附屬高校；同年10月15日，參加福岡第一高中和該校聯合舉辦的“中學生卡拉OK大賽，她與立花里紗、宮原梨江以三人舞蹈組合出場，并獲得最高獎。

　　2007年，西內瑪利亞作為個人單打及團體成員參加了福岡縣羽毛球大會。2009年1月，西內瑪利亞升上高中。就讀于堀越高校1年D班。2010年，事務所官方認證她已退學；同年8月，西內瑪利亞轉入東京的女子高中上學。2012年3月15日，西內瑪利亞從東京的女子高中畢業。

　　2007年7月，西內瑪利亞參加了少女時尚雜志《nicola》舉辦的專屬模特選拔大賽，并以優異的表現勢獲得了比賽的冠軍，同年10月，她和母親從福岡前往東京，從而開始了個人的演藝生涯。此后兩年，西內瑪利亞連續擔任nicola部長，并六次登上該雜志封面，這也讓她在《nicola》封面模特歷史排名上位列前十。

　　2009年，西內瑪利亞開始代言日本少女品牌《Lindsay》。2010年5月，西內瑪利亞從在役三年的《nicola》雜志畢業；同年6月1日，西內瑪利亞開始以《Seventeen》雜志專屬模特的身份展開活動 ?；同年8月，西內瑪利亞還第一次參加了《Seventeen》雜志舉辦的學園祭，隨后，她開始擺脫《nicola》時期的清純少女風格并逐漸向成熟路線發展。

　　2013年，十九歲的西內瑪利亞獲得了日本十歲年齡段女孩心目中最憧憬容貌榜單第一名 ?。2015年，西內瑪利亞參加了《Seventeen 夏季學園祭》活動，并從擔任了五年半專屬模特的時尚雜志《Seventeen》正式畢業 ?。

　　2007年，西內瑪利亞參加了好萊塢電影《黃金羅盤》的最初聲優召募活動，并從5104封申請中獲選成為女主角萊拉·貝拉克的日語版配音；同年11月，西內瑪利亞還與妮可·基德曼、山口智子共同參加了倫敦世界金獎紅地毯儀式及相關活動。

　　2008年7月，西內瑪利亞參演了個人的首部正式電視劇作品《正義的伙伴》，并在劇中飾演了女主角的情敵森山知佳；同年10月，西內瑪利亞還出演了NTV冬季土九劇《廢物老師》。2010年，西內瑪利亞參演了NHK電視臺的現代寵物劇《再見、阿爾瑪》。

　　2011年，西內瑪利亞與桐山漣、陳內將、坂田梨香子合作主演了根據同名少女漫畫都市青春喜劇《雙面少女》 ?，并在劇中飾演了在家和在外形象截然不同的女主角田宮仁香 ?，這也是其首次擔任電視劇的第一主演。

　　2012年4月，西內瑪利亞開始成為富士電視臺綜藝節目《Picaru的定理》的固定成員，并與千鳥、加賀美圣良合作演出；此后，西內瑪利亞又與眾多藝人共同出演了現代校園青春劇《麻辣教師GTO》 ?；以及該劇的三部特別篇，她也因此而被更多人所熟悉；同年，西內瑪利亞還繼續主演了青春劇《雙面少女2》；此外，西內瑪利亞還擔任了動畫片《海賊王劇場版：Z》的配音工作。

　　2013年春季，西內瑪利亞參與的綜藝節目《Picaru的定理》由星期三10點檔（水10時段）移至星期三8點黃金時段（水8時段）播出。她則在該節目中出演了一個名為“西內瑪利奧”（西內まりお）的男裝角色，并因此贏得了更多觀眾的喜愛；同年，西內瑪利亞還與山本裕典、特林德爾·玲奈、井出卓也l聯袂主演了校園魔幻青春劇《山田君與7人魔女》 ?，并在劇中飾演了面無表情且少言寡語卻擁有靈魂互換能力的女主角白石麗，她也因此贏得了更多的人氣和關注度 ?。

　　2014年，西內瑪利亞與香取慎吾、中山優馬、安藤玉惠合作主演了探案推理劇《SMOKING GUN~決定的證據~》，并在劇中飾演了第一女主角石卷櫻子 ?；同年，西內瑪利亞還與玉森裕太搭檔主演了根據有川浩同名小說改編的青春純愛電影《雨樹之國》，并在片中飾演了天性失聰的美麗少女瞳 ?，同時，她也為個人的首個大銀幕角色剪成了短發造型 ?。

　　2015年，西內瑪利亞與眾多藝人共同出演了NHK電視臺的春季時代劇《傾奇者慶次》；同年，西內瑪利亞還與三浦翔平、高橋克典合作主演了TBS電視臺的都市單元喜劇《酒店門房》，并在劇中飾演了擁有一頭靚麗黑發的高級酒店新人門房天野塔子 ?。

　　2016年，西內瑪利亞主演了根據同名漫畫改編的科幻動作片《CUTIE HONEY-TEARS(甜心戰士) 》，并在片中飾演了外形性感且擁有不凡超能力的如月瞳，而這也是她首次在大銀幕作品中擔任女主角 ?。

　　2008年，十四歲的出西內瑪利亞便演了同事務所前輩w-inds.的音樂錄影帶《TOKYO》。

　　2014年8月20日，西內瑪利亞發行個人音樂首張EP《Love Evolution》，并正式作為歌手身份出道；隨后，西內瑪利亞憑借此EP在第56屆日本唱片大賞頒獎儀式上獲得了最佳新人獎的榮譽 ?；同年12月3日，西內瑪利亞還參加了第四十三屆《FNS歌謠祭》，并與鈴木雅之搭檔演唱了大滝詠一的原唱曲《幸せな結末》。.

　　2015年1月，西內瑪利亞推出第二張個人EP《7 WONDERS》，其中則包含了動畫片《妖精的尾巴》新系列的片尾曲《Don't let me down》 ?；同年5月5日，西內瑪利亞發行了個人首張全創作單曲EP《ありがとうForever...》 ?，而EP同名主打歌也是愛情劇《戀愛時代》的主題曲；隨后，西內瑪利亞憑借此單曲首次進入日本公信榜前十 ?，并獲得第57屆日本唱片大獎最優秀在作品獎 ?； 同年10月，西內瑪利亞發行了個人的第四張EP單曲《Save me》，此曲也是電視劇《天使心》的抒情主題曲。并由西內瑪利亞親自完成作詞 ?。

　　2016年5月25日，西內瑪利亞發行了個人的第五張EP單曲《Chu Chu / HellO》，而主打歌則由她親自創作完成，并是其出演的電視廣告的主題曲 ?；同年9月21日，西內瑪利亞的第六張EP單曲《BELIEVE》發行，主打歌由她親自作詞，是一首悲傷但又充滿力量的歌曲，傳達了“相信自己”的訊息，同時這首歌也是她主演的電影《CUTIE HONEY-TEARS》的主題曲 ?。