2015年2月22日，西武巨蛋乃木坂46出道三周年演唱会上，宣布乃木坂46新组合成员一期生募集决定。 6月27日，宣布坂道系列第二弹“鸟居坂46”一期生募集开始。 8月21日，鸟居坂46最终审査（应募总数22509人、终审45人），一期生合格成员22人正式亮相，并宣布改团名为“欅坂46”。渡边梨加在初披露写真最前列左起第四。
2016年，渡边梨加参演电视剧《谁杀了德山大五郎》并饰演同名角色渡边梨加。 同年4月，随组合欅坂46发行第一张单曲《沉默的多数派》。 同年8月，随组合欅坂46发行第二张单曲《世界上只有爱》。 11月30日，随组合欅坂46发行第三张单曲《二人季节》。
2017年，开始担任时尚杂志《LARME》的常规模特。 同年4月，随组合欅坂46发行第四张单曲《不协和音》。 同年10月，随组合欅坂46发行第五张单曲《即使风吹》。 同年11月，宣布成为时尚杂志《Ray》的专属模特。 12月5日，发行自己的首本个人写真集《饶舌的眼神》，是欅坂46首位发行个人写真集的成员。
2018年3月，随组合欅坂46发行第六张单曲《打破玻璃》。