Mayu auditionne pour les AKB48 et est alors placée dans la nouvellement créée Team B. Sa première apparition dans un single sera sur BINGO!. Sans compter les singles dont les membres ont été choisies par des tournois de papier-caillou-ciseaux, elle a été présente dans toutes les A-Sides du groupe depuis.
Dès 2008, elle fait aussi partie en parallèle des sous-groupes Okashina Sisters et Watarirōka Hashiritai (renommé Watarirōka Hashiritai 7 en 2011).
En 2009, elle s'est placée à la quatrième place à la grande élection du groupe qui déterminait les membres du treizième single[1]. Elle perd une place et se placera cinquième l'année suivante pour le dix-septième single[2],[3].
Le , elle publie son premier album photo, Mayuyu. Elle déclare alors qu'il est 《 rempli d'une foule d'expressions qu'elle n'a jamais montré jusque-là. J'en suis vraiment ravie ! 》. En ce qui concerne la photo de nu en couverture, elle explique :《 Bien que je sois embarrassée, j'ai fais de mon mieux pour cette couverture, donc je souhaite qu'un maximum de personnes la regarde ! 》[4]. Lors des élections générales de 2011, elle se place cinquième[5].
En 2012, Mayu obtient son premier rôle principal en tant qu'actrice d'un drame japonais, Saba Doll, où elle incarne une professeur de 38 ans dans un lycée à la dérive tout en ayant une vie cachée d'idole. Durant la même période, le , elle sort son premier single solo, Synchro Tokimeki, qui sera utilisé pour le générique d'ouverture de la série. Le thème de fin sur le style enka est quant à lui une des B-side du single.
Mayu participe depuis sa création au dessin animé AKB0048 en tant que doubleuse[6]. Elle parle alors pour Chieri Sono[7], et est membre du sous-groupe des AKB48 nommé NO NAME, qui chante le générique d'introduction du dessin animé.
Elle se classe deuxième aux élections générales de 2012 avec 72574 votes[8],[9]. Le , durant la redistribution des Teams du concert des AKB48 au Tokyo Dome, elle devient membre de la Team A[10]. Le , elle sort son second single solo, Onona Jelly Beans. Dès le , son troisième single, "Hikaru Monotachi" est rendu disponible.
En 2013, elle reçoit pour la première fois la place centrale du groupe dans le trentième single So long!, sorti le [11]. Elle sort peu après son second album photo, Seifuku Zukan Saigo no Seifuku. Mayu arrive troisième à l'élection générale avec 101120 votes[12], et sort un mois après son quatrième single Rappa Renshūchū Une compétition a alors eu lieu pour décider de la couverture d'un des singles[13].
Lors du grand shuffle d'AKB48 et ses groupes-sœurs en , Mayu est transférée chez la Team B d'AKB48.
Elle met fin à sa carrière dans l'univers du divertissement le 31 mai 2020 pour des raisons de santé.
