2006年9月，开始担任小学生时尚杂志《ニコ☆プチ》创刊号的专属模特；随后转入时尚杂志《LOVE berry》继续从事模特一职 。
2007年4月，与前田希美、长野濑里菜共同作为了东京电视台综艺节目《早安星星》（おはスタ）的“早安女孩”（该节目每日女子助手的总称），并以此正式出道 。
2008年4月，在同事务所前辈贯地谷诗穗梨主演的悬疑喜剧《你不是犯人吧》中饰演了女主角的妹妹“森田枫”一角以演员身份初次亮相 ；同年8月，参演谷村美月主演的漫改日剧《猫街》。
2009年10月，凭借在漫改日剧《小公主莎拉》里饰演了高傲任性的优等生“武田真里亚”受到大众关注 ；同年，小岛藤子还参演了个人演艺生涯里的首部电影作品《巨乳排球》。
2010年，与成海璃子、高畑充希、樱庭奈奈美等人联袂出演了青春成长电影《书道女孩!我们的甲子园》 。
2011年7月，小岛藤子主演了东海电视台制作的午间剧《抓住明日的光2》，这也是其出道以来首次担任电视剧的主演 ；同年，与濑户康史、樱庭奈奈美、桐谷美玲等人联袂出演了喜剧电影《心动舞台》 。
2012年3月，在尾野真千子主演的NHK晨间剧《康乃馨》的第22周开始登场 ；7月，在与森川葵、知念侑李、河北麻友子等人联袂出演的青春爱情剧《发芽》里饰演了拥有高人气的美丽女学生“小泽美雪” ；同年，小岛藤子还与伊藤英明、二阶堂富美、染谷将太等人合作共演了悬疑惊悚电影《恶之教典》 。2013年3月6日，与音乐组合“KNOCK OUT MONKEY”合作的2部PV《Primal》和《Climber》解禁公开 ；4月，参演泷泽秀明主演的美食日剧《深夜烘焙坊》 ；8月，在西内玛利亚主演的漫改日剧《山田君与7个魔女》中饰演了拥有预见未来能力的魔女“猿岛玛丽亚” ；10月，在堺雅人主演的律政剧《legal high 2》第1集里扮演了萌系美少女偶像“南风伦伦” 。
2014年1月，小岛藤子与濑户康史、石桥杏奈、吉泽亮等人联袂出演了悬疑推理日剧《lost days》 ；9月，与中条彩未、森川葵、美山加恋等人合作共演的的惊悚恐怖电影《零》在日本上映 ；11月，参演小泽征悦主演的SP特别剧《Dr.看护助手》 ；同月，小岛藤子还主演了关西电视台出品的日剧SP《狩猎雪姬》。
2015年1月，在井上真央主演的NHK大河剧《花燃》里饰演了松下村塾学生“吉田稔磨”的妹妹“吉田ふさ” ；6月，在日本天王洲银河剧场出演了舞台剧《GO WEST》，这也是其出道以来首次挑战舞台剧的演出 ；10月，参演桐山涟主演的短篇连续剧《永久就职试验》 。 小岛藤子
2016年1月，在深田恭子主演的漫改爱情剧《请与废柴的我谈恋爱》中饰演了女主角的妹妹“柴田明日香” ；同年8月，与土屋太凤、松井爱莉、志田未来等人联袂出演的漫改青春电影《青空呐喊》在日本上映，小岛藤子则在该片中扮演了吹奏乐部的成员“春日瞳” 。
2017年4月3日，参演有村架纯主演的NHK晨间小说连续剧《雏鸟》首播，她在剧中饰演向岛电器的少女宿舍舍长秋叶幸子 ；6月24日，与菊地凛子主演短篇电影《高跟鞋童话故事》上映 ；7月7日，首次挑战MC《去电影院吧with ELLE》放送 ；10月4日，参演濑户康史与柄本时生主演的舞台剧《函数多米诺》上演 ；11月3日，其出演的漫改校园片《冰菓》上映，小岛藤子在片中饰演毒舌女伊原摩耶花 。
2018年3月，其搭档吉村界人参演网络青春喜剧《配信男孩：我成为YouTuber的理由》播出 ；4月23日，其参演NTV制作的深夜剧《○○人的末路》饰演长尾千枝一角 ；6月2日，其首度担任主演的剧情电影《来历不明的人》上映，并在片中扮演希望成为创作歌手的偶像组合成员由香 。2019年1月12日，其出演的剧情电影《这条路》公映，她在片中客串饰演一名记者 ；3月25日，出演NHK特别电视剧《雏鸟2》播出 ；5月10日，其参演的恐怖片《电影丰岛园》上映，她在片中饰演关系很好的团体领头人香西杏树一角 ；同月23日，与马场富美加共同主演电视剧《百合与直觉》开播，她在剧中饰演房屋仲介二宫海里 。
2020年1月8日，她参演的爱情喜剧《下辈子我再好好过》播出 ；4月26日，搭档西村拓哉参演爱情剧《年下男友》播出，登场于第6集，在剧中饰演学校班上的临时班主任樱庭 ；6月13日，其主演的剧情电影《你存在与曾存在之时》上映，小岛藤子在片中扮演学校的新任司书山崎祥子 ；同月19日，参演白洲迅主演的爱情剧《Life 线上的我们》首播 ；7月17日，出演贯地谷栞主演的电视剧《亲爱的患者～羁绊的病历卡～》开播 ；8月12日，出演滨边美波与横滨流星主演的爱情剧《我们有点不对劲 》开播 ；10月23日，其出演的剧情电影《我们是应援屋!!》上映，并在片中饰演委托给应援屋的雷神高中教师小柳沙织 ；同月26日，参演中井贵一与铃木京香主演的爱情喜剧《共演NG》开播。她在剧中饰演毒舌可靠的助理制作人楠木美和 ；同月29日，其参演的舞台剧《接吻》公演。
2021年7月7日，参演东山纪之主演的刑侦剧《刑警七人第七季》播出 ；8月11日，其参演内田理央主演的爱情喜剧《下辈子我再好好过2》播出 ；10月15日，客串出演沈恩敬与若叶龙也主演的电视剧《群青领域》开播。
小岛藤子的兴趣爱好是音乐鉴赏、购物，特技是书法、软式网球 ；是吉卜力工作室作品的爱好者，最喜欢的是作品《侧耳倾听》，其次是《红猪》；名字的由来是祖父以“像花藤一样美丽”为理由而命名的 。
小岛藤子是一个典型的干净清爽的日本女星长相，让人记忆点很明确 。（搜狐娱乐评）
小岛藤子自小学6年级被星探发掘走上模特生涯后，在电影和电视剧中都有不俗的表现。给人清新去修饰的她，浑身透着一股可爱劲和透明感 。（人民网评）
很多人认识小岛藤子都是通过日剧《发芽》里面的小泽美雪，那个笑起来有着淡淡的酒窝的女孩儿。黑色柔软的长发，月芽般咪咪的笑眼，修剪整齐的平刘海，还有着婴儿肥的小圆脸，以及露出牙龈的爽朗大笑，典型的日系美少女形象 。（搜狐娱乐评）