イギリス・ロンドンで生まれ、帰国後は東京都世田谷区成城で育った。成城学園高校在学時から雑誌の読者モデルとして活動し、NHK『元気をあげる・救命救急医物語』96で女優デビュー。1997年の渡辺淳一原作、森田芳光監督「失楽園」で映画初出演を果たす。同作で役所広司の娘役を演じて日本アカデミー賞新人俳優賞を受賞。さらに同年のフジテレビ『月の輝く夜だから』に江角マキコの妹役で出演し、注目を浴びる。その後はテレビドラマを中心に、日本テレビ『世紀末の詩』98、フジテレビ『パーフェクトラブ！』99、『ラブコンプレックス』00、TBS『恋の神様』00などに出演。また2000年の宮本亜門演出『滅びかけた人類、その愛と本質とは…』で初舞台も踏む。03年公開の磯村一路監督「船を降りたら彼女の島」で映画初主演。結婚を控え、瀬戸内海の小島に帰郷する女性を好演した。そのほか映画では、森田監督の「模倣犯」02、「阿修羅のごとく」03にも起用されたほか、05年の黒土三男監督「蝉しぐれ」のヒロイン・ふく役で日本アカデミー賞優秀主演女優賞に輝く。以降もマキノ雅彦監督「寝ずの番」06、蜷川実花監督「さくらん」07、三池崇史監督「スキヤキ・ウエスタン・ジャンゴ」07、北野武監督「監督・ばんざい！」07などで幅広い役どころを演じる。07年、世界のホラー映画の巨匠13人によるアンソロジー「マスターズ・オブ・ホラー」の一本で、鶴田法男監督の「ドリーム・クルーズ」に主演し海外進出。翌08年にはフェルナンド・メイレレス監督「ブラインドネス」に伊勢谷友介とともに出演した。中島哲也監督「告白」10では男子中学生の過保護な母親に扮し、ブルーリボン賞の助演女優賞を受賞。ドラマの代表作はほかに、日本テレビ『彼女が死んじゃった。』04、NHK『風のハルカ』05、TBS『輪舞曲（ロンド）』06、フジテレビ『恋に落ちたら・僕の成功の秘密』05、『泣かないと決めた日』10、テレビ朝日『警視庁継続捜査班』10などがある。成城大学文芸学部英文科卒業。10年10月に少年隊の東山紀之と結婚した。