1997年，成海璃子进入了日本中央儿童剧团开始参加活动。2000年，出演了仲间由纪惠主演的悬疑日剧《圈套》从而展开演艺生涯。2004年，将本名“冢本璃子”改为艺名“成海璃子”转入研音事务所。2005年，在日剧《琉璃之岛》中首次担任主角；同年在泽尻绘里香主演的日剧《一公升的眼泪》中饰演女主角的妹妹“池内亚湖”。2007年，凭借主演电影《神童》和《未来之我制作法》获得了第62届每日电影奖SponichiGrandPrix新人赏。2008年，主演了漫改日剧《蜂蜜与四叶草》，以当时15岁的年龄饰演了18岁的大学生。2016年，主演了直木赏作家小池真理子同名小说改编的电影《无伴奏》；9月，参演社会伦理剧《黑暗中的十个女人》。2017年，出演电影《解忧杂货店》。