2010年3月，AKB48第10期研究生甄选合格，成为研究生候补。6月，研究生审査合格，正式成为研究生。7月11日，在“没有惊喜”演唱会中的“AKB48第19张单曲选拔猜拳大会”——20名研究生预选赛中胜出，获得猜拳大会出场权。

2011年9月20日，在AKB48第24张单曲选拔猜拳大会中，小林茉里奈获得第四名。

2012年6月24日，在埼玉超级竞技场举行的“仲夏的Sounds good!”全国握手会中发表其升格为正式成员（虽然成为正式成员，但因为升格Team未定，所以在一些情况下还被当做研究生对待，与研究生一起活动）。8月24日，“AKB48 in TOKYO DOME ～1830m的梦想～”演唱会初日的组阁中，运营发表了其将移动至Team A的决定。11月1日，移动到Team A。11月19日，队伍名称改变，小林茉里奈属于篠田Team A。