東山的父親是歸國子女，父親講英語、母親講日語，東山從小在雙語環境中成長，也因此擅長英語[6]。學生時期就讀於初高中一貫制學校[7]。中學2年生的時候受同級生的聲優志願的影響，嘗試照台詞配音後發現當聲優的樂趣，從而也立志成為聲優[7] 。在升入高校的同時進入日本播音演技研究所進行聲優修習，聲優修習畢業後加入ARTSVISION事務所。在大學考試階段，學業和事業兼顧，都被合格錄取。 在2010年10月開始播放的電視動畫《只有神知道的世界》和《STAR DRIVER 閃亮的塔科特》中分別以中川加儂和スガタメ・タイガー兩個角色正式出道[2]。《只有神知道的世界》作者若木民喜在Twitter上對選用東山奈央這樣評論道：「既然是動畫，偶像角色就是要讓新人擔當。」[8][9]。 2014年4月1日，離開原所屬經紀公司ARTSVISION。同年5月1日，加入鈴村健一設立的事務所INTENTION[5]。 2016年11月17日，宣佈歌手出道，並開設官方網站及Twitter、LINE帳戶[10]。 2019年，獲得第13回聲優獎的助演女優賞與遊戲賞。
