2011年,三吉彩花参演了都市爱情剧《你教会了我什么最重要》;之后,她随樱花学院发行了首张团体专辑《message》,并参与了一系列的团体演出活动;同年,三吉彩花还与众多艺人共同出演了校园青春剧《高中生餐厅》;此外,她还在家庭偶像剧《理想的儿子》中饰演了拥有高挑身材的滑冰少女沙耶香。
2012年3月,三吉彩花随樱花学院发行1了第二张音乐专辑《FRIENDS》,并顺利毕业;随后,她与天海佑希、菅野美穗、玉木宏等人合作出演了现代爱情剧《不结婚》;同年,三吉彩花还与麻生久美子、大泉洋、能年玲奈联袂主演了剧情喜剧片《大家早上好!》,并在片中饰演了性格沉稳冷静的小女儿夜月,而她也凭借在片中的不俗表现获得了第67届 日本每日电影奖最佳新人奖。
2013年,三吉彩花与小林薰、大竹忍、早织合作主演了青春剧情片《出发的岛歌十五之春》,她在片中饰演了多才多艺的民谣少女仲里优奈,同时这也是其首次担任影视剧的第一女主角,她也凭借此片获得了第35届横滨电影节最佳新人奖 ;随后,三吉彩花还与多国艺人联袂出演了悬疑惊悚喜剧《金田一少年事件簿 狱门塾杀人事件》;同年,她还出演了校园悬疑剧《Lost Days》,并在剧中饰演了有点小心计的网球部学妹立花五月。