Zlomem v životě Aya Ueto se v roce 1997 stala její účast na Japan Bishojo Contest, jakési japonské obdoby soutěže Miss Junior, kde obdržela zvláštní cenu poroty. Díky tomuto úspěchu se začala pravidelně objevovat v mnoha vedlejších rolích v nejrůznějších televizních pořadech a v nízkorozpočtových filmech. Kromě hraní se intenzívně věnuje i zpěvu a v roce 1999 společně s dalšími účastnicemi Japan Bishojo Contest zakládá dívčí kapelu Z-1. Po jejím rozpadu se Aya Ueto pouští na sólovou dráhu a vydává v roce 2002 svůj první veleúspěšný singl Pureness.
Jejím dosavadním vrcholem herecké kariéry je role Azumi ve stejnojmenném filmu z roku 2003, kde přesvědčivě ztvárnila mladou dívku, která je jako sirotek od útlého dětství učena samurajskému umění s cílem vychovat z ní dokonalého zabijáka. Díky Azumi se Aya Ueto dostala do povědomí i nejaponských diváků a tak se k této roli vrátila v již méně úspěšném pokračování z roku 2005.
Na roli mladičké samurajky zatím Aya Ueto nenavázala podobně úspěšnými filmy a tak se v současné době věnuje především televizním seriálům a své pěvecké kariéře. Nicméně v Japonsku je považována za super idol a i vzhledem ke svým reklamním aktivitám patří mezi největší celebrity tamního showbyznysu.