โอชิมะเกิดในโยโกฮามะ, และได้เติบโตในมิบุ, จังหวัดโทจิงิ.[3] แม่ของเธอมาจากจังหวัดฮกไกโด[4] ในปี ค.ศ. 1996 เธอได้เซ็นสัญญาเป็นนักแสดงเด็กกับเซ็นทรัลโคโดโมะ เกคิดัน ในปี 2005 เธอเริ่มทํางานเป็นไอดอลรุ่นน้องในโครงการ Doll's Vox ซึ่งสร้างโดยนักร้องโทชิฮิโกะ ทาคามิซาวะ ในปี 2006 ในการออดิชั่นครั้งที่สองของเอเคบีโฟร์ตีเอต เพื่อจัดตั้งทีม K เธอได้รับเลือกจากกลุ่มผู้สมัครกว่า 12,000 คนเพื่อเข้าร่วมทีม ในเดือนเมษายนเธอเริ่มทํางานเต็มที่กับวงซึ่งเปิดตัวซิงเกิล "ไอตากัตตะ" ในเดือนตุลาคม 2006

ในวันที่ 24 สิงหาคม ค.ศ. 2012 เอเคบีโฟร์ตีเอต ได้ประกาศปรับโครงสร้างทีมและแต่งตั้งโอชิมะให้เป็นกัปตันทีม K[5]

ในวันที่ 31 ธันวาคม 2013 โอชิมะได้ประกาศในงาน เอ็นเอชเค โคฮากุอูตะกัซเซ็ง ว่าเธอจะจบการศึกษาจากวง [6] ในวันที่ 26 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 2014 ซิงเกิลสุดท้ายของเธอในฐานะสมาชิกของเอเคบีโฟร์ตีเอตคือ ”มาเอะชิกะมูกาเนเอะ" [7] เธอจบการศึกษาจากเอเคบีโฟร์ตีเอต เมื่อวันที่ 9 มิถุนายน ค.ศ. 2014 ในโรงละครของเอเคบีโฟร์ตีเอต[8]

ในวันที่ 29 กรกฎาคม 2021 โอชิมะได้ประกาศแต่งงานกับนักแสดงเค็นโตะ ฮายาชิ ซึ่งเป็นนักแสดงร่วมกับเธอในละครโทรทัศน์ญี่ปุ่นเรื่องสการ์เล็ต [9]