Saat melancong bersama dengan kawan-kawannya ke Miyamasuzaka, Shibuya, Deguchi tiba-tiba dihampiri oleh kakitangan ejensi Incent. Deguchi sebelumnya sudah pernah ditawarkan oleh pelbagai ejensi lain, namun bagi ejensi baru ini dia menyanggupi tawaran itu sebab beberapa pelakon dan model fesyen seperti Mizuki Yamamoto, Hinako Sakurai, and Maika Yamamoto yang dikagumi oleh Deguchi bekerja di bawah naungan ejensi itu.[3] Ia memulakan kerjayanya pada bulan Mac 2018. Pekerjaan pertamanya setelah bergabung dengan Incent ialah menyertai sesi foto bagi jenama fesyen Shimamura.[3] Dia juga meregistrasikan diri dalam acara "Miss Seventeen 2018" yang ditaja oleh Shueisha, di atas panggung Ia menunjukkan kefasihannya berbahasa Mandarin sebagai peserta dengan turutan nombor terakhir.[4]

Pada tarikh 23 Ogos, 2018, diisytiharkan pada acara "Seventeen Summer School Festival 2018" diadakan di Halaman Depan Negara Pacifico Yokohama. Seramai enam orang, termasuk satu di antara mereka iaitu Deguchi, ditunjuk sebagai "Miss Seventeen 2018".[5] dengan Suzu Hirose bersara bagi menjadi peragawati jenama majalah yang disebut di penghujung acara, ke-enam peserta Miss Seventeen lalu menyertai aktiviti foto wawancara.[6][7]

Deguchi ditunjuk sebagai wakil bago "HARUTA [ja] IMAGE GIRL 2019", mereka membuka aktiviti foto bersama dengan pelbagai item pakaian yang akan diperdagangkan di laman web rasmi Seventeen dan Haruta.[8] Deguchi memulakan kerjayanya sebagai selebriti dalam siri TV drama bertajuk Cocoa, yang tayang pada Januari 2019, Cocoa ialah siri drama yang merupakan adaptasi dari karya hadiah juara bagi Anugerah Senario Muda Fuji Television ke-30. Pelakon gadis pemula iaitu: Sara Minami, Riko Nagase, dan Natsuki Deguchi berlakon sebagai karakter utama.[9][10] Pada episod kedua dari siri TV Koi no Byou to Yarogumi pada saluran BS Nippon Television, yang disiarkan pada bulan Julai, Deguchi berlakon sebagai karakter sekejap tanpa nama, dia memerankan rakan sedarjah protagonis di sekolah menengah komprehensif, dilakonkan oleh Ryuga Sato.[11][12]

Pada April 2021, Degichi muncul sebagai karakter sampingan di drama iakni: Girl Gun Lady saluran Mainichi Broadcasting dan Kotaro Lives Alone di TV Asahi.[13]

Pada bulan 22 Julai, 2022, dengan diterbitkannya majalah baharu Seventeen, selepas empat tahun, dia bersara sebagai peragawati khusus majalah itu.[14] Pada bulan 16 September, dia memulakan kerjaya lakon di wayang gambar bertajuk Silent Parade sebagai Natsumi Namiki.[15] Selepas daripada itu, dia kembali melanjutkan kerjayanya sebagai model wanita dengan menandatangan kontrak Non-no magazine bagi penerbitan Disember yang diterbitkan 20 Oktober.[16]

Deguchi menjadi Protagonis bersama Nana Mori dalam drama bertajuk The Makanai: Cooking for the Maiko House. Filem ini mula tayang pada khidmat strim talian Netflix pada 12 Januari, 2023, Deguchi ditunjuk bagi memerankan Sumire sederum peran pertamanya dalam filem yang ditaja oleh syarikat luar negars.[17] Bukufoto pertamanya bertajuk "liberte" diterbitkan pada 24 Mac, 2023.[18]