東京都の生まれ。小学６年生の時に劇団ひまわりに入団。1989年、山城新伍監督「せんせい」の廃校寸前の中学校に通う生徒役で映画デビュー。同年、NHK大河ドラマ『春日局』で、千姫の少女時代を演じて注目を集める。翌90年には降旗康男監督「タスマニア物語」で日豪混血の少女を演じ、その愛らしい姿が印象的だった。94年、フジテレビの人気深夜ドラマを飯田譲治監督が映画化した「NIGHT HEAD」の、ヒロインとなる超能力少女を好演。テレビドラマでもTBS『アリよさらば』94、日本テレビ『寝たふりしてる男たち』95、フジテレビ『ナースのお仕事』96、『サラリーマン刑事』98、『美少女Ｈ２』98～99、テレビ朝日『新・御宿かわせみ』97～98など、多彩な作品群で美少女ぶりをアピールした。そんな子役からスタートした小島のキャリアにおいて女優としてさらに大きく飛躍するきっけを掴んだのは、和田勉監督「完全なる飼育」と池端俊策監督「あつもの」の２本の映画に出演した99年だろう。前者は中年男が女子高生を誘拐監禁し、ふたりの間に奇妙な恋愛感情が芽生えていく様を描いたもの。小島は誘拐される少女に扮し、竹中直人を相手に大胆な性欲シーンにも挑戦した。後者では、老人にちょっとしたエロスを提供するアルバイトをしている音大生のチェリストを演じた。両作とも日本人離れした肉感的な肢体を曝け出し、大人たちを冷静に見つめながら自らの中にパッションを内包した女性を熱演。毎日映画コンクール女優助演賞を受賞した。その後は森田芳光監督「海猫」04、藤田明二監督「アジアンタムブルー」06、守屋健太郎監督「シーサイドモーテル」10など、出演シーンは少なくても匂い立つようなエロティシズムを感じさせる役で印象を残している。テレビドラマはほかにNHK『はんなり菊太郎２』04、テレビ朝日『わるいやつら』07、『熱海の捜査官』10、TBS『ラブシャッフル』09など。また、98年の『ポップコーン』を皮切りに舞台へも進出し、このところは舞台女優としての活躍が目立つ。