1999년 뮤지컬 <애니>의 폴리 역 오디션에 응시한 약 1만 명의 경쟁자를 제치고 데뷔한 아오이 유우는 2002년 수많은 스타를 배출한 10번째 미쓰이 리하우스걸에 발탁되어 주목을 받았으며, 첫번째 영화 출연작인 <릴리 슈슈의 모든 것>에서 원조 교제를 강요 당하는 사춘기 소녀를 섬세한 감성 연기로 열연해 화제가 되었다.
그 후 자연스럽고도 투명감 있는 연기로 영화배우로서의 존재감이 빛난다는 평을 받고있는 아오이 유우는 청순 가련형의 가녀린 외모와는 달리 톡톡 튀고 발랄한 역할을 멋지게 소화해내며 <하나와 앨리스>외 많은 영화에 출연하게 된다. 2005년에는 쿠마자와 나오토 감독의 <니라이카나이에서 온 편지>에서 주연을 맡았고 <남자들의 야마토>, <허니와 클로버>, <훌라 걸> 등에 출연하며 일본 영화계에서 그 존재감을 어필하고 있다.