Хасимото Аи родилась 12 января 1996 года в префектуре Кумамото, Япония.
В индустрию развлечений девочка пришла в 2008 году, после того как приняла участие в прослушивании Newcome "HuAHuA Audition" при Sony Music Artists , завку на участие в котором отослала ее мать. На тот момент Хасимото Аи едва исполнилось 12 лет. В этом же году она стала участницей 33-го конкурса талантов Horipro Talent Scout Caravan и сумела выйти в финал, став одной из восьми финалисток.
Через год, в 2009, Хасимото Аи стала одной из самых младших участниц 17-го конкурса "Miss Magazine", организованном популярным журналом "Seventeen" и смогла победить среди 5 267 претенденток, став эксклюзивной моделью журнала.
Актерский дебют состоялся в 2009 году в фильме "Give and Go", где сыграла роль баскетболистки с нарушениями слуха. Роль привлекла к себе внимание критиков, которые отметили реалистичную игру 14-летней актрисы.
В 2010 году к Хасимото Аи стала известна как актриса съемками в психологической драме "Признания".
В 2012 году сыграла в мистическом школьном детективе "Иная" и получила премию на 36th Japan Academy Film Prize за роль в школьной драме "Кирисима бросает клуб".
В дальнейшие годы годы Хасимото Аи активно снимается в различных рейтинговых проектах, удачно совмещая модельную и актерскую карьеры. Она принимает участие в таких фильмах и сериалах как: семейный драматический сериал "Молодежь" (2014), драмы "Маленький лес: Лето, Осень" (2014) и "Маленький лес: Зима, Весна" (2015), семейная фантастическая мелодрама "Красивая звезда" (2017), мелодрама "Здесь скучно, выбери меня" (2018), мелодраматический сериал "Коллеги Сакуры" (2019), драматический сериал "35-летняя девочка" (2020).
2013 34th Yokohama Film Festival Best Newcomer
2013 86th Kinema Junpo Award Best New Actress
2013 36th Japan Academy Film Prize Newcomer of the Year
2014 58th Elan d'or Awards Newcomer of the Year