어려보이는 동안 외모와 미성에 애교넘치는 목소리를 가진 배우다. 연기자 데뷔 전에 케이블 프로그램에서 주인공 친구로 출연하며 처음 전파를 탔다.

본래 가수 지망생이었지만 2009년, MBC 시트콤 드라마 《지붕뚫고 하이킥》에 출연해서 본격적으로 배우 활동을 시작했다.

2010년, SBS 드라마 《시크릿 가든》에 출연했다. 길라임의 룸메이트인 임아영 역을 맡았다. 이 작품을 통해 좋은 인상을 남겼으며, 제47회 백상예술대상 TV부문 신인 연기상을 수상했다.

2012년, tvN 드라마 《인현왕후의 남자》에서 주연을 맡아 유인나의 대표작이라 해도 좋을 정도로 호평을 받았다. 이 드라마는 중화권 등지의 한류 팬들로부터도 인기가 있어서 중국 후난위성TV에서 유인나까지 직접 섭외하며 리메이크판을 찍을 정도였다. 그러나 사드 배치에 대해 중국이 보복 의도로 한류 규제를 강화하면서 제작이 중단되었다.

2016년, tvN 드라마 《도깨비》에 써니 역으로 출연했다. 김은숙 작가의 작품에 출연한 것은 이번이 2번째. 자칫하면 오그라들 수도 있는 캐릭터를 잘 살려내며 호평을 받았다. 걸크러쉬라며 여성 시청자들 사이에서 인기를 끌었다.

2019년, tvN 드라마 《진심이 닿다》에 《도깨비》에서 커플로 호흡을 맞췄던 이동욱과 2년 만에 재회하여, 성공적인 드라마 복귀를 위해서 올웨이즈 로펌에 위장 취업한 여배우 오윤서(오진심) 역으로 출연했다. 이동욱과의 안정된 연기합으로 사랑스러운 모습을 보여주었다.

2023년, ENA 드라마 《보라! 데보라》에서 연보라 역으로 출연했다. 극초반부에서 이별의 후유증을 겪으며 보여준 생활 연기가 압권이다. 상대역인 이수혁(윤현민 분)과 툭툭 던지는 듯한 말투는 유인나의 다른 면모의 연기를 볼 수 있는 부분이다.