千葉県千葉市出身。2008年7月、alanの「懐かしい未来〜longing future〜」のバック・コーラス、及びPV出演し、デビュー。同年10月12日、「avex kids×ニコ☆プチ公開モデルオーディション」にて応募総数約800人の中からグランプリを受賞。翌年4月号の『ニコ☆プチ』で誌面に初登場。

2009年6月（8月号）、『ニコ☆プチ』にて初めて表紙を飾る。

2011年2月、芸名を飯豊まりえに改名。同年6月号の『ニコ☆プチ』にて専属モデルを卒業、『ニコ☆プチ』での表紙回数は当時最多および歴代3位の6回であった。また、『ニコ☆プチ』の姉妹雑誌にあたる『nicola』に6月号から移籍し、専属モデルを勤める。『nicola』7月号で初の海外ロケ参加。同年9月、ベストジーニスト2012一般新人部門の第1回予選に参加。一般投票にて第1位を獲得し、2012年実施予定の決勝戦への切符を掴むが受賞には至らなかった。

2012年6月（7月号）、『nicola』にて初めて表紙を飾る。同年9月号にて藤麻理亜、田中若葉、中川可菜と新ユニット「ニコラ盛り上げ隊」を結成し、「NEXTニコモユニット総選挙!」にエントリー。11月号にて同企画の人気発表にて1位に選ばれたことを発表し、読者からユニット名を募集し、12月号にてユニット名が「TiFN★」に決定した。

2013年、『nicola』7月号で2度目の海外ロケ参加。同年は最多9回の表紙を飾り、2014年1月号では珍しい単独での表紙となった。また、特撮番組『獣電戦隊キョウリュウジャー』に2代目キョウリュウバイオレットとして出演。

2014年5月号を以って『nicola』を卒業。表紙掲載回数は12回（内単独回数1回）であった。7月1日、『Seventeen』8月1日発売の9月号からSeventeenの専属モデルとなると本人公式ブログで発表した。『週刊ヤングジャンプ』12月18日発売号にて初めて水着グラビアを披露した。

2016年7月、フジテレビ系ドラマ『好きな人がいること』で「月9」枠初出演。

2017年4月1日公開の映画『暗黒女子』で映画初主演。同年7月期のドラマにおいては、『マジで航海してます。』（主演）と『居酒屋ふじ』（ヒロイン役）に掛け持ちで出演する。