2008年，作为主唱加入日本女子组合happiness。

2009年，从少女时尚杂誌《nicola》的2月号起成为该杂誌的专属模特。10月21日，随组合happiness发行组合第一张DVD单曲《Happy Talk》，以6人形式独立出道。

2011年2月9日，随组合happiness发行组合首张单曲碟《Kiss Me》，并以7人形式正式主流出道。4月，开始作为E-girls组合的成员活动。12月28日，随组合E-girls发行组合首张出道单曲《Celebration!》。

2014年1月6日，随组合E-girls共同主演的青春电视剧《恋文日和》播出。7月18日，参与E-girls组合首次单独演唱会“E-girls LIVE TOUR 2014 'COLORFUL LAND'”。

2015年2月14日，组合E-girls的首次全国Arena巡迴演唱会“E-girls LIVE TOUR 2015 'COLORFUL WORLD'”开演。10月，藤井夏恋在EXILE TRIBE全员主演的热血动作电视剧《热血街区》中饰演了在无名街长大的孤儿拉拉。

2016年3月12日，组合E-girls的演唱会“E-girls LIVE TOUR 2016 'E.G. SMILE'”开演。4月，出演电视剧《热血街区2》。7月16日，与EXILE TRIBE共同参演的热血动作电影《热血街区电影版》上映。7月22日，与EXILE TRIBE成员出演的《热血街区》系列演唱会“HiGH&LOW THE LIVE”开演。8月11日，和姐姐藤井萩花组成E-girls的子团ShuuKaRen。11月9日，Happiness组合首次巡迴演唱会“Happiness LIVE TOUR 2016 GIRLZ N' EFFECT”拉开帷幕。

2017年7月11日，组合E-girls的巡迴演唱会“E-girls LIVE 2017 ～E.G.EVOLUTION～”开演。8月，出演了热血动作电影《热血街区电影版2：天空尽头》。11月11日，参演的电影《热血街区电影版3：终极任务》上映，藤井夏恋在片中仍饰演无名街长大的孤儿拉拉。12月31日，藤井萩花因颈椎椎间盘突出宣布隐退，与藤井夏恋的姐妹花组合“ShuuKaRen”也因此解散。

2019年2月22日，E.G.family巨蛋巡迴演唱会“E.G. POWER 2019 〜POWER to the DOME〜”拉开帷幕。7月16日，推出个人首本写真集《KAREN》。

藤井夏恋的哥哥是ジャニーズWEST的藤井流星，姐姐是原Flower、E-girls组合的成员藤井萩花。