早年经历
1976年出生于日本东京都墨田区，之后在练马区长大。毕业于东横学园女子学院专科大学，大学毕业后作为白领在公司工作半年后离职，开始从事模特工作   。
演艺经历
1999年，作为东洋服装泳装女郎正式在演艺界出道，其后担任过东洋纺、朝日啤酒等企业的产品代言人   ；次年，被选为朝日电视台的形象女孩。
2002年，与木村拓哉、深津绘里、明石家秋刀鱼合作出演伦理爱情剧《从天而降的一亿颗星星》，饰演家境优越的富家千金“西原美羽”   ；同年，井川遥还主演了爱情电影《目下的恋人》   。
2003年4月，以本人身份客串伊藤英明主演的爱情剧《爱的魔法使》   ；7月，与佐藤浩市、西村雅彦合作共演TBS电视台出品的社会剧《欢迎来到高原 2003》；同年，井川遥还参演了日剧SP《世界奇妙物语 2003秋之特别篇》中的单元故事《秋天的男人》   。
2004年，与市川染五郎、内山理名、若村麻由美等人联合出演东京电视台制作的古装剧《时代英雄传》，饰演坂本龙马的妻子与初恋情人   ；同年，还与妻夫木聪、安藤政信等人合作出演了李相日执导的剧情片《69 sixty nine》。
2005年，在成海璃子主演的社会剧《琉璃之岛》中饰演了鸠海岛上的女居民“中岛美月”   ；同年，与荻原圣人、池内博之合作出演泷本智行执导的剧情片《自杀原树海》，并凭借该片获得了第15届日本电影评论家大奖最佳女配角奖   。
2006年，出演宫崎葵主演的NHK晨间剧《纯情闪耀》   ；随后，加盟稻垣吾郎主演的恋爱喜剧《爱上恐龙妹》，饰演小有名气的女演员“藤原美也子”   ；同年，与田中丽奈、陈柏霖等人合作悬疑爱情电影《在黑暗中等待相遇》   。
2007年4月，与长谷川京子、伊藤英明合作出演社会剧《孤独的赌注》，饰演性格奔放的女秘书“中川京子”   ；7月，在内野圣阳主演的NHK大河剧《风林火山》里扮演历史人物成田长泰的妻子“伊势”   ；同年，还出演了泷本智行执导的犯罪悬疑电影《敬告犯人》。
2008年10月，与渡部笃郎、铃木杏合作共演喜剧《我为屋狂》，饰演打扮时髦的妇产科医院院长“响京子”   ；同年，还出演了黑泽清执导的剧情片《东京奏鸣曲》   。 2009年，井川遥与笑福亭鹤瓶、瑛太、八千草薰等人合作出演了医疗题材电影《亲爱的医生》   。
2010年，井川遥开始担任家庭主妇杂志《very》每个月的封面人物   ；4月，在瑛太与上野树里联袂主演的都市爱情剧《无法坦诚相对》里饰演男主角的前女友“山本桐子”   ；10月，与二宫和也、香里奈、浅野温子等人合作出演家庭剧《打工仔的梦想房》   ；同年，还出演了行定勋执导的家庭题材类电影《爱妻家》   。
2011年，与三浦春马、荣仓奈奈、岛田雅彦合作共演根据作家小路幸也的同名原著改编的爱情电影《东京公园》   ；同年，在松下奈绪主演的时代剧《胡桃屋》里饰演三田村家的长女“清水咲良”   。
2013年，井川遥主演了NHK电视台出品的伦理爱情剧《玻璃之家》，而这也是其出道以来首次担任连续剧的主演   。
2015年1月，在井上真央主演的NHK大河剧《花燃》里饰演了野山狱的女囚犯“高须久子”   ；随后，与西岛秀俊、香川照之、市川实和子合作出演根据作家重松清的长篇小说改编的悬疑日剧《流星旅行车》   。 2016年，与阿部、香川照之、板谷由夏等人合作出演悬疑推理日剧《Sniffer 嗅觉搜查官》   ；同年，还主演了富士电视台出品的SP特别剧《阴差阳错的女演员们2016》，并在剧中本色出演   。
2017年4月，在相叶雅纪主演悬疑推理剧《贵族侦探》里饰演了美丽神秘的女侦探“喜多见切子”   ；10月，加盟樱井翔主演的热血校园剧《不过是先出生的我》   。
个人生活
2006年11月，井川遥与年长14岁的服装设计师松本与喜结连理。2009年6月28日，生下一个女儿   ；2012年7月25日，又生下一个儿子   。