1986年的平安夜出生在日本東京的石原里美，15歲的時候參加了horiporo公司的甄選，在獲獎之后正式以女演員的身份進入了演藝界 ?。

　　2002年，開始在電影里露臉的石原里美，真正意義上的出道作品是2003年東映的一部《我的爺爺》，正是因為在這部筒井康隆小說改編電影作品中細膩而收放自如的表演，她獲得了當年7個國內電影獎項的最佳新人獎 ?。

　　在同年的NHK晨間劇《開朗家族》中，她扮演的是活潑開朗又不失溫柔的巖田冬子，與上野樹里和錦戶亮都有不少的對手戲。囊括2003年大小電影新人大賞的石原里美，在2004年結束晨間連續劇《開朗家族》的拍攝后，在接下來的電影《北之零年》中，和吉永小百合以及渡邊謙合作 ?。

　　2004年的《水男孩2》之后，她拿到《H2》中的重要角色古賀春華。

　　2005年在大河劇《義經》中，石原里美出演了靜御前。歷史上的靜御前，身為為貴族武士們獻舞的白拍子，美貌且深具反抗精神，至死都深愛著丈夫源義經。

　　2007年的春季日劇《新娘和爸爸》里，她演起OL宇崎愛子來倒也似模似樣。

　　2008年4月，主演的電視劇《謎》在日本首播，飾演鲇川美沙子。4月19日，主演的電影《壽司王子！前往紐約》在日本上映，飾演武留守莉莉 ?。7月11日，主演的電視劇《花蝴蝶》在日本首播。9月13日，主演的電影《飛行兔子》在日本上映，飾演由香里 ?。

　　2009年1月12日，主演的電影《亡者之聲》在日本首播 ?。8月1日，參與拍攝的電視劇《烏龍派出所》在日本上映 ?。10月3日，與山田涼介主演的SP《左眼偵探》在日本上映。

　　2010年2月20日，參與拍攝的電影《人間失格》在日本上映 ?。5月29日，主演的電影《最后的座頭市》在日本上映 ?。7月6日，主演的電視劇《逃亡律師》在日本首播。10月16日，與藤原龍也、綾瀨遙主演的電影《算計：七天的死亡游戲》在日本上映，飾演關水美夜 ?。12月15日，與山田涼介主演的電視劇《左目偵探》在日本播出。

　　2011年3月19日，與佐藤隆太主演的電影《漫才幫》在日本上映 ?。4月29日，參與配音的動畫《鬼神傳》在日本上映 ?。7月6日，主演的電視劇《暴走醫生》在日本首播 ?。7月16日，參與配音的動畫《寵物小精靈》在日本上映 ?。11月5日，與速水重道主演的電影《使命與心的極限》在日本上映。

　　2012年1月14日，與淺野忠信主演的喜劇電影《月光假面》在日本上映 ?。5月12日，主演的電影《貞子3D》在日本上映。7月9日，與小栗旬主演的電視劇《富貴男與貧窮女》在日本首播。9月29日，主演的迷你短劇《Bungo 日本文學映像》在日本首播。11月23日，與阿部寬主演的電影《烏鴉的拇指》在日本上映 ?。

　　2013年8月30日，參與拍攝的電影《貞子3D2》在日本上映。

　　2014年1月13日，與松本潤、水川麻美主演的電視劇《失戀巧克力職人》在日本首播，飾演高橋沙繪子 ?。7月26日，與玉木宏主演的電影《幕末高校生》在日本上映，飾演川邊未香子 ?。

　　2014年10月，與松下奈緒共同主演富士電視臺日劇《Dear Sister》（每周四晚10點播出），首次共演的兩人將飾演姐妹角色，石原里美飾演自由奔放、天真爛漫的27歲妹妹美咲 ?。

　　2015年3月14日，搭檔大澤隆夫出演的電影《迎風而立的獅子》在日本上映 ?。8月1日，與三浦春馬、水原希子聯合出演的漫改電影《進擊的巨人》真人版在日本上映 ?，飾演調查兵團分隊長韓吉。接著，還主演了《進擊的巨人》真人版手機劇 ?。9月，確定出演2016年夏季上映與觀眾見面的哥斯拉系列最新電影 ?。10月，主演了富士電視臺月九檔新劇《朝五晚九》 ?。