Từ nhỏ, Takei đã ước mơ trở thành người mẫu, thời còn học trung học cơ sở, cô đã nói rõ với cha mẹ rằng cô sẽ trở thành một người mẫu trong khi đang học.[5] Năm 2006, cô tham gia Cuộc thi Bishōjo Nhật Bản lần thứ 11 và giành chiến thắng ở hai hạng mục: Giải Model Division và giải Đa phương tiện.

Cô ra mắt với tư cách người mẫu trên tạp chí Seventeen tháng 11 năm 2006, đây là công việc đầu tiên của cô trong ngành giải trí. Vào tháng 2 năm 2007, cô trở thành người mẫu độc quyền cho tạp chí và được lên trang bìa đầu tiên trên số ra ngày 15 tháng 2.

Bắt đầu từ tháng 9 năm 2010, cô trở thành nhân vật hình ảnh cho "Beamie", một trang web SNS được sử dụng bởi khoảng 5.500 người nổi tiếng. Vào tháng 11 cùng năm, cô là người trẻ nhất trong lịch sử nhận được "Giải thưởng Người ăn mặc đẹp nhất", một giải thưởng từ The Men's Fashion Unity từ năm 1972.

Vào tháng 1 năm 2011, cô xuất hiện lần đầu tiên trong bộ phim truyền hình dài tập Taisetsu na Koto wa Subete Kimi ga Oshiete Kureta của đài Fuji TV. Cô đã vượt qua 800 ứng viên để trở thành diễn viên đóng vai thứ chính trong bộ phim truyền hình này. Sau đó không lâu, vào tháng tư, cô đã có vai chính đầu tiên trong loạt phim truyền hình Asuko March! của TV Asahi.

Cô đã giành được giải thưởng "Nụ cười đẹp nhất của năm" vào tháng 11,[6] vào tháng 12, cô trở thành người Nhật Bản đầu tiên được ký hợp đồng với thương hiệu xa xỉ Gucci của Ý.[7]

Vào ngày 12 tháng 12 năm 2011, cô ra mắt với tư cách là một ca sĩ dưới quyền quản lý của Universal Japan, phát hành đĩa đơn "Koisuru Kimochi". Takuro của nhóm nhạc rock Glay là người viết cho Emi Takei bản ballad này, Takuro tự nhận mình là một fan hâm mộ lớn của Takei.[8]

Vào tháng 8 năm 2012, cô tốt nghiệp trở thành người mẫu Seventeen sau 5 năm 9 tháng.[9]

Năm 2013, trong bộ phim Người cộng sự hợp tác giữa Nhật Bản và Việt Nam, đóng vai y tá Akane Oiwa, làm việc ở bệnh viện của Sakitaro. Trong phim, cô đã dạy Phan Bội Châu tiếng Nhật và dần dần có thiện cảm với ông.[10] Cô đã thắng giải Bông Sen Vàng cho nữ diễn viên xuất sắc nhất của Liên hoan phim Việt Nam năm 2013.