2012年8月，吉本實憂從10萬名參賽者中脫穎而出，獲得第13屆全日本國民美少女比賽的大獎 。
2013年1月，與壹起在第13屆全日本國民美少女比賽中參加選拔的成員小澤奈奈花、籠谷櫻等人組成了少女團體組合X21，並擔任了隊長 。2月，擔任第85屆紀念選拔高等學校野球大會史上首位“選拔應援海報人物” 。 11月5日，與栗山千明、黑谷友香及淺田美代子等女星壹同出席了在東京舉行的“2013年美腿大賽”的頒獎儀式，獲得了青少年組冠軍 。
2014年，主演了NTV電視臺出品的日劇《柴健醫生事件簿》，在劇中飾演了獸醫家的女兒柴日菜子，並以女主角身份出道 。9月24日，吉本實憂所在的團體組合X21在在戶外舉辦了演唱會，並在大雨中舉行了第3首新曲《Happy APPL》（9月24日發售）的發布紀念活動 。11月，加盟了岡田準壹主演的大河劇《軍師官兵衛》，飾演黑田長政的繼室榮姬壹角 。12月，首次擔任主演的勵誌電影《夢想遙遠》在日本上映，飾演了與病魔抗爭、堅強面對人生的15歲少女本田遙 。
2015年，吉本實憂出演了木村拓哉主演的懸疑日劇《I'm Home》。4月28日，吉本實憂所在的少女組合X21在東京都召開了首部影集《少女X》（4月29日發售）的紀念儀式 。7月，與芳根京子、誌尊淳、葵若菜等新生代演員聯合出演了音樂勵誌群像日劇《表參道高校合唱部!》，飾演了漂亮美麗的校花谷優裏亞 。10月3日，搭檔內野聖陽主演的劇情片《罪的留白》在日本上映 。10月，參演了石原裏美主演的月九檔戀愛喜劇《朝5晚9~帥氣和尚愛上我~》， 。