桐朋女子高等学校音楽科を卒業。桐朋学園大学入学後すぐにローム音楽財団より奨学金を得てベルリン芸術大学に留学。卒業後はウィーン国立音楽大学にて研鑽を積む。モロッコ王妃国際ピアノコンクールにて審査員満場一致で優勝し、併せて最優秀ドビュッシー演奏家賞を受賞するなど、国内外で数多くの賞を受賞している。指揮者山田和樹、飯森範親、瀬山智博氏らと共演する他、銀座王子ホールやヤマハホールなどでのソロリサイタルも行っている。室内楽の分野ではその音楽作りやピアニズムについて高く評価され、ニューヨークフィル首席奏者らとの度重なる共演やウィーンフィルのコンサートマスター率いるシュトイデカルテットとの共演でも好評を得ている。雑誌「音楽の友」や「ショパン」などでは確かな音楽作りにおいてヴァイオリン・管楽器奏者らとの共演ピアニストとしての信頼も厚いと称賛されている。レコード芸術誌で準特選盤を含む自身のCDが３枚リリースされた他、オーボエ奏者の渡辺克也氏とイエス・キリスト教会(ベルリン)で録音したCD「Cantabile」では「小林有沙のとろける極上ピアニズムも聴きものである」と評された。現在は昭和音楽大学、洗足学園音楽大学、東京音楽大学にて後進の指導にも積極的に取り組んでいる。