世間が強い関心を寄せるトピックのひとつが、姉・上白石萌音との関係性だ。萌音は1998年1月生まれ、萌歌は2000年2月生まれ。2人の正確な年齢差は約2歳（2学年差）である。同じ東宝「シンデレラ」オーディションで萌音が審査員特別賞を受賞して以来、姉妹は互いに最大の理解者であり、高め合う存在として歩んできた。
その絆が鮮やかに刻まれたのが、映画『羊と鋼の森』での共演だった。劇中でピアノに情熱を注ぐ姉妹役を演じた2人は、第42回日本アカデミー賞新人俳優賞を姉妹揃って受賞する快挙を達成。似通った柔らかな空気感を持ちながら、芝居の質感や声の響きにはそれぞれ固有の色がある。比較される運命を軽やかに楽しみ、敬意を払い合う姿は、多くの支持を集めている。
