長崎県長崎市の生まれ。４人きょうだいの末っ子で、２歳上の姉・原田貴和子も女優。1982年、角川映画製作、東映配給の「伊賀忍法帖」主演女優募集のために角川春樹事務所が主催した新人オーディションで特別賞を受賞。同年にフジテレビのドラマ『セーラー服と機関銃』に主演して女優デビュー、主題歌『悲しいくらいほんとの話』も歌って歌手としてもデビューする。翌83年、大林宣彦監督「時をかける少女」に主演。タイムリープの特殊能力を身につけてしまった少女の戸惑いと、未来から来た少年に寄せる恋心の揺れを、大林監督が繊細に描き出し、原田知世の透明感あふれる魅力と作品とが見事にマッチして大ヒットとなった。ブルーリボン賞、報知映画賞、毎日映画コンクール、日本アカデミー賞、ゴールデンアロー賞などの各新人賞を受賞。その後、角川映画では彼女の主演映画が連発され、いずれもヒット。初めてキスシーンを演じた「早春物語」85ではヨコハマ映画祭主演女優賞に輝いている。87年、崔洋一監督「黒いドレスの女」87を最後に角川春樹事務所から独立。同年の馬場康夫監督「私をスキーに連れてって」で初のOL役を演じ、少女から大人の女優へスライドすることに成功した。90年代からは歌手活動に力を入れて映画出演は減ったが、98年の合津直枝監督「落下する夕方」では恋人を失った女性の魂の再生を生々しく演じて、高崎映画祭主演女優賞を受賞している。近年では太平洋戦争末期を背景に、３人の男女の純愛を描き出した黒木和雄監督の遺作「紙屋悦子の青春」06で見せた、ひたむきなヒロイン役が代表的だろう。テレビドラマの出演作に、TBS『恋物語』86、『末っ子長男姉三人』03、NHK『しあわせ志願』88、『びいどろで候・長崎屋夢日記』90、『琉球の風』93、『おひさま』11、日本テレビ『デッサン』97、『ストレートニュース』00など。2005年にイラストレーターのエドツワキと結婚した。