Rei Kitajima nasceu em Tóquio, Japão, e cresceu em uma família que sempre estimulou sua veia artística. Desde a infância, ela demonstrou interesse por artes cênicas, participando de peças escolares e cursos de teatro amador. Aos 16 anos, começou a enviar fotos para concursos de modelos, e foi descoberta por uma agência de talentos durante uma feira de moda local. Essa primeira oportunidade a levou a trabalhar como fotomodelo para revistas juvenis, onde aprendeu a lidar com câmeras e a construir uma imagem pública.
Em 2013, após dois anos como modelo de ensaios sensuais, Rei decidiu mudar de rumo e ingressou no mercado de filmes adultos. A escolha foi motivada tanto pela liberdade criativa que a área oferecia quanto pela possibilidade de explorar narrativas mais complexas. Seu debut oficial ocorreu pelo selo Moodyz, uma das produtoras mais consolidadas do Japão. Na estreia, ela interpretou uma jovem universitária em conflito emocional, papel que exigiu preparação psicológica e estudo de roteiro. A performance chamou atenção do público e abriu portas para contratos de exclusividade.
Entre 2014 e 2017, Rei Kitajima expandiu seu leque de atuações. Deixou de lado o vínculo exclusivo com a Moodyz e passou a aceitar trabalhos independentes, colaborando com estúdios como S1, IdeaPocket e Maxing. Durante esse período, ela também participou de dois longas-metragens não eróticos: um drama independente sobre relacionamentos à distância e uma comédia romântica ambientada em Quioto. Essas experiências a ajudaram a desenvolver um olhar mais crítico sobre a própria carreira e a entender as nuances da interpretação diante das câmeras.
Em 2018, Rei enfrentou um período de esgotamento físico e emocional. A rotina intensa de gravações e a pressão por novidades a levaram a tirar uma licença de seis meses. Durante esse intervalo, ela viajou sozinha para a Coreia do Sul e para a Tailândia, onde praticou meditação e cursos de culinária. O retorno ao trabalho aconteceu de forma gradual, com projetos selecionados a dedo. Ela passou a priorizar roteiros com maior profundidade psicológica, como aqueles que abordam tabus sociais ou relações de poder.
Fora do set audiovisual, Rei Kitajima cultiva paixão por fotografia analógica e jardinagem urbana. Ela mantém um pequeno jardim no terraço de seu apartamento em Tóquio, onde cultiva ervas aromáticas e suculentas. Desde 2021, também se dedica a aulas de canto, com a ambição de lançar um EP autoral. Em paralelo, participa de eventos de caridade ligados à saúde mental de artistas, compartilhando abertamente sua própria experiência com ansiedade e terapia.