土居志央梨出身于日本福冈县，毕业于京都造形艺术大学。她从3岁开始学习古典芭蕾，到高中毕业的15年间，她作为学生参加了许多芭蕾舞团的正式演出。大学入学后不久便出演了舞台剧，接着在剧团姫歌剧的第2回公演《花ちりぬ》（2011年）中的妖艳表演受到关注。之后在2013年10月上映的电影《弥勒MIROKU》中实现电影出道，同年还出演岩松了执导的舞台剧《泡 -流れつくガレキに語りかけたこと》等。大学4年级时通过试镜出演电了影《血珠》（2015年9月上映），并在戏中的大胆演绎备受瞩目。2015年春天从大学毕业来到东京，加入了事务所正式开始演艺活动。2018年2月在上映的电影《河畔》中饰演小山留美一角，给人留下深刻印象，同年8月在舞台剧《グレーテルとヘンゼル》中饰演5岁儿童，首次主演商业舞台剧。继2020年出演的晨间剧《小女侍》之后再次出演了晨间剧《如虎添翼》，她在剧中女扮男装饰演主人公强硬的同级生山田娟一角，受到大众关注，随后也凭借此剧获得第121届日剧学院赏最佳女配角奖。