Koike bắt đầu sự nghiệp ngôi sao nhí với đĩa DVD Big Brother lúc 10 tuổi, khi cô đang học lớp 4. Koike Rina đóng vai Sailor Luna trong phiên bản hành động trực tiếp năm 2004 của Sailor Moon, Pretty Guardian Sailor Moon. Cô cũng đóng vai Shizuka trong loạt phim Kamen Rider năm 2008, Kamen Rider Kiva. Đầu năm 2011, cô đóng vai chính trong vở kịch ngắn Onegai Kanaete Versailles, cùng với ban nhạc kim loại thị giác Versailles. Sau khi tốt nghiệp từ Đại học Asia vào năm 2016, Koike đã nghỉ ngơi trong hai năm khỏi ngành công nghiệp giải trí để dành thời gian học tiếng Anh tại New Zealand và Úc.
