乃木坂46メンバーは基本的にオープンなSNS上の発言が制限されているのだが、独自に「#さゆモバメ」タグを発案してTwitterで発信される自身への応援メッセージを確認する環境を整備するなど、ファンとの交流を非常に大事にしている。また、ネット上ではよく挨拶として「ヽ(｡・ω・｡)けんぴゅー！」を多用する。

ヽ(｡・ω・｡)遍歴！

乃木坂46加入前

乃木坂46加入前の2009年、TOKYOFM制作のラジオ番組「SCHOOLOFLOCK!」（以下SOL!）とロッテのコラボキャンペーンである「受験生応援企画Toppa4」のモデルオーディションに参加して合格。番組内では「SAYUちゃん」という愛称でスタッフとリスナーに親しまれた。

その後、ジャパン・ミュージックエンターテインメント所属となり、日テレジェニック2011にて「ベスト妹賞」「準日テレジェニック2011」を獲得している。

また、この頃から同じオーディションを受験していたグループ加入前の山崎怜奈と仲良くなり、今でも「戦友」と呼べるほどの間柄である。

乃木坂46加入後

2011年8月に開催さてれた乃木坂46第一期メンバーオーディションに合格。所属は乃木坂46合同会社へ転籍した。ただ、同年10月2日に冠番組「乃木坂って、どこ?」で発表された暫定選抜メンバーに選出されなかったが、握手会において白石麻衣や高山一実と最初期の選抜メンバーと遜色ないファン人気があると分かり、翌2012年1月にはデビューシングル「ぐるぐるカーテン」で選抜入りした。

しかし、2013年に7thシングル「バレッタ」で選抜落ちをして以降、加入間もない2期生中心のアンダーメンバーを率いる立場を運営から任せられることが多くなる。井上自身この処遇をどう受け止めてよいのか思い悩んだが、グループ発展の土台作りに邁進する日々を経て翌2014年6月には初のアンダーセンター曲「あの日僕は咄嗟に嘘をついた」が発表され、10thシングル「何度目の青空か?」に収録された。

ほどなく12thシングル「太陽ノック」で選抜に復帰すると、2017年には19thシングル「いつかできるから今日できる」で福神入りするだけでなく、『乃木坂46の「の」』（文化放送）と『らじらー! サンデー』（NHK）のMC役を引き継ぐなど、アンダー時代の苦労が報われる出来事が次々と起こった。

一方、主力メンバーとして活動の幅を広げるに従って持病の腰痛が酷くなっていき、2019年10月5日にグループからの卒業と、卒業に向けて24thシングル「夜明けまで強がらなくてもいい」の活動を一部休業することが発表された。(一応、卒業シングルとなる25thシングル「しあわせの保護色」には、選抜メンバーとして体にムチを打ちながらも参加した。)2020年春出演予定の舞台『リトル・ショップ・オブ・ホラーズ』まで乃木坂46に籍を置くとしたが、新型コロナ流行の影響で全公演が中止となった。(2021年にに再上演が決定し、無事に完走した。)

そのため、2020年4月27日付で乃木坂46を卒業し、5月1日付で芸能事務所シス・カンパニーへひっそり移籍することになった。(このような卒業となったのは本人の意志であり、「卒業する時はあまりにも盛大な形でお別れするのはちょっと苦手なので、ひっそりと卒業したい。」と卒業前のインタビューで語っており、その本人の要望を汲んだ上で卒業コンサートや卒業セレモニーといった大々的なイベントは行われることはなかった。)同時に、公式YouTubeチャンネルを開設した。

卒業後

舞台を中心に活動しながらも、ドラマ『シェフは名探偵』や『駐在刑事』、『みなと商事コインランドリー』、映画『仕掛人藤枝梅安』、『ラストサマーウォーズ』などの数多くの作品に出演している。

その一方で、グループ在籍時の写真を削除するなどあくまで「女優・井上小百合」として生きていく覚悟を決めるための行動を取っており、親孝行として自費で注文住宅の実家を建てている。だが、完全にグループと決別した訳ではなく、今でもOGや現メンバーとの交流はあり、「一人のファン」として応援している。

炎上騒動

2023年5月22日、昨日21日の「らじらー！サンデー」にて早川聖来が告発する形で演出家・SEIGO氏による侮辱発言・パワハラ疑惑が浮上した件についてInstagramのストーリーにて自身の見解をコメントした。

しかし、その内容があまりにもSEIGO氏側に偏っており、「少なくとも私にはそのような人には見えませんでした。」「今の子達と私達では見え方も捉え方も違っているのかなって思いました。」と彼を擁護する発言が多かったことから炎上に発展。「中途半端なコメントしかできないなら口を出さないでくれます？」「早川の勇気を無下にしないでくれ」と批判・指摘を受ける羽目になった。その後、事態を重く受け止めたのか、当該ストーリーを削除している。

なお、連日の舞台とこの件の影響か、7月下旬に体調不良により倒れ、数日入院していたことを後に公表している。