香川県高松市で生まれ、三重県四日市市で育つ。小学生の頃は少林寺拳法を習っていた。1987年に“東鳩オールレーズンプリンセスコンテスト”で準優勝し、芸能界入り。90年、テレビ朝日『地球戦隊ファイブマン』にゲスト出演して女優デビューし、明治学院大学進学後の92年、コーセー『ルシェリ』のCMで唐沢寿明と共演し注目を集める。テレビ朝日『湘南女子寮物語』『真夜中を駆け抜ける』93、フジテレビ『恋人よ』95、日本テレビ『ナチュラル・恋のゆくえ』96などのテレビドラマを経て、フジテレビ『踊る大捜査線』97に柏木雪乃役でレギュラー出演。犯罪被害者の遺族から警察官を志し湾岸署の一員となるという役柄で、スペシャル版、映画化と大ヒットシリーズになった同作により、一躍人気女優の座についた。以後もフジテレビ『彼女たちの時代』『TEAM』99、『女子アナ。』01、『初体験』02、『お義母さんといっしょ』03、TBS『しあわせのシッポ』02などで、主演級の活躍を続ける。映画初出演は94年、SMAPがグループとして主演した大森一樹監督「シュート！」のヒロイン役。96年の金子修介監督「ガメラ２・レギオン襲来」では、宇宙から飛来した怪獣レギオンの生態を解明する学芸員・穂波碧を好演した。早くからアクション志向が強く、倉田アクションクラブで本格的にトレーニングを積んだ経験もあって、吹き替えなしでアクションを演じられる稀有な存在である。「千里眼」00、「恋人はスナイパー・劇場版」04などアクションを重視した作品に活路を求めたが、やはり日本ではそうした素質が活かされる機会は少なく、2005年に大手芸能プロから独立して以降は、作家・楠野一郎との演劇ユニット“プロペラ犬”をベースに舞台中心の活動を続ける。映画もインディペンデント系を主に、「口裂け女」06では自ら志願して口裂け女役を特殊メイクで演じ、ジョー・マ監督「さそり」、辻本貴則監督「斬／KILL」08、「ハード・リベンジ、ミリー」08・09など、次々とハードボイルドな役に挑んでいる。

2008年4月下旬号	巻頭特集　「あの空をおぼえてる」:水野美紀　インタビュー
2004年4月下旬号	巻頭特集　「恋人はスナイパー《劇場版》」:水野美紀 インタビュー 巻頭特集　「恋人はスナイパー《劇場版》」:アクション女優としての水野美紀 巻頭特集　「恋人はスナイパー《劇場版》」:メイキング・オブ「恋人はスナイパー」～8人の証言による製作ドキュメント 内村光良(主演)、佐々木基(プロデューサー)、高橋伸稔(アクション監督)、長瀬鉄二郎(監督補)、藤石修(撮影監督)、古郡真也(ラインプロデューサー)、六車俊治(監督)、水野美紀(主演)
2003年8月上旬特別号	巻頭特集　「踊る大捜査線 THE MOVIE 2 レインボーブリッジを封鎖せよ！」:キャスト・インタビュー　水野美紀
2000年5月上旬号	HOT SHOTS:水野美紀
1998年11月上旬号	巻頭特集　踊る大捜査線　THE MOVIE:水野美紀　インタビュー
1996年7月下旬号	巻頭特集　ガメラ２　レギオン襲来:キャスト・インタビュー　水野美紀