吉高由里子出生于日本东京都，她的演艺生涯始于一次偶然的机遇。当时还是高中一年级学生的她，在原宿街头逛街时，被一位眼光独到的星探所留意并主动上前搭话。值得一提的是，这位星探是一位女性，她以非常亲切和友善的态度与吉高由里子交流，有效地缓解了这位少女初次面对此类情况时可能产生的紧张与戒心。因此，吉高由里子很自然地接受了对方的邀请，并顺利地将自己的联系方式交给了对方。这次邂逅成为了她人生的重要转折点，自此之后，吉高由里子便开启了一段兼顾学业与事业的独特生活模式，她一边继续完成自己的高中课程，一边逐步涉足并开展各类演艺活动，在两种角色之间努力寻找平衡，为未来的发展奠定了坚实的基础。
吉高由里子真正开始进入大众视野并广泛获得人们关注的时间点是在2006年。在这一年中，她陆续在数部电视剧与电影作品中登场亮相，例如参与了《时效警察》以及《犯罪少年》等作品的演出。而同年九月正式上映的恐怖题材电影《纪子的餐桌》更令她的知名度得到显著提升，使其名声在观众与业界中广泛传播开来。实际上，这部电影的拍摄工作早在2004年便已完成，吉高由里子在片中饰演了主人公的妹妹一角，这个角色的年龄设定恰好与当时的她本人相仿。尽管此时的吉高由里子表演经验尚不算丰富，但她凭借在此片中的自然表现，成功赢得了第28届横滨电影节所颁发的“最佳新人奖”，这无疑是对她早期演艺潜力的一个重要肯定。随后在2007年11月10日，另一部由她参与主演的喜剧电影《转转》于日本正式公映，该片由三木聪执导，合作演员包括小田切让与三浦友和等人，并且影片剧本改编自藤田宜永的原著作品《东京散步》。
二零零八年九月二十日，一部由蜷川幸雄执导、吉高由里子携手高良健吾与井浦新等人共同出演的惊悚电影《蛇舌》于日本正式公映。在这部作品中，吉高由里子首次挑战了包含裸露镜头及SM性虐情节在内的限制级演出，其大胆突破的表现为她赢得了业界的高度认可，并相继斩获第五十一届日本电影蓝丝带奖“最佳新人奖”以及第三十二届日本电影学院奖“最佳新人奖”两项重要荣誉。同一年内，她的演艺事业呈现多面开花的态势，不仅主演了电影《夕阳下的少女》与电视剧《和绀野一起玩吧》，还在日剧《明天的喜多善男》和《太阳与海的教室》中饰演了关键角色，进一步积累了表演经验。进入二零零九年一月，吉高由里子参演的电视剧《爱情洗牌》在日本电视台播出，她在剧中扮演自称能够通灵并屡次尝试自杀的女大学生早川海里。这个角色与松田翔太饰演的世良旺次郎组成搭档，两人之间古怪又带点萌感的互动赢得了不少观众的喜爱。同年五月二十三日，她与加濑亮、冈田将生等合作主演的悬疑电影《重力小丑》在日本上映，吉高在片中诠释了神秘莫测的女性角色夏子。随后在十月十日，她又出演了由藤原龙也与天海佑希领衔的惊悚电影《赌博默示录》。十月十九日，她与小栗旬、水岛宏联袂主演的电视剧《东京DOGS》正式播出，此次她饰演因受精神打击而失去记忆的松永由岐，这一角色成功打破了她以往常演的古怪恶魔系少女的固定形象，标志着其演艺生涯转型之路的开启。二零一零年一月二十三日，吉高由里子与佐藤江梨子、柳乐优弥共同主演的爱情电影《一切化作海》在日本院线上映。同年七月，她首次担任连续剧主演的日剧《美丘》在日本播出，剧中她饰演了性格鲜明、不畏旁人眼光却身患绝症的女大学生峰岸美丘。该剧制作人加藤正俊曾表示，吉高由里子身上所具有的独特气质与美丘这个角色给人的感觉十分契合。十一月二十九日，她与二宫和也、松山研一主演的科幻动作电影《杀戮都市》在东京举行首映，这部作品改编自漫画家奥浩哉的同名原著，分为前后两篇上映。此外，在这一年里，由她主演的电视剧《豆腐姐妹》与《山茶花》也相继与观众见面，持续拓展着她的表演版图。
二零一一年四月一日，由吉高由里子担纲主演的喜剧电影《婚前特急》于日本正式公映，她在片中生动演绎了二十余岁的职场女性池下千惠，展现出角色在工作和生活中的种种鲜活面貌。同年十月，她参演了电视剧《我无法恋爱的理由》，饰演一位在酒吧工作的陪酒女小仓咲；这个角色是一名大学毕业后始终未能觅得理想工作的年轻女性，日常周旋于形形色色的男性之间，虽然不断经历恋情却从未认真投入，最终陷入与一名已婚男子的不伦关系之中，其复杂的情感状态被吉高细腻地呈现出来。此外，在该年度中，她还陆续出演了《杀戮都市2》、《赌博默示录2》等多部影视作品，进一步丰富了其表演履历。二零一二年一月十四日，吉高由里子与滨田岳、川岛润哉共同主演，由矢口史靖执导的喜剧电影《机器人大爷》在日本上映，她在片中饰演痴迷于机器人的女学生叶子，以活泼自然的演技赋予角色鲜明的个性。三月十七日，她与生田斗真联袂主演的电影《我们的存在（上）》登陆日本银幕，影片细致描绘了主人公矢野元晴（生田斗真饰）与高桥七美（吉高由里子饰）从高中时期相恋、后来失去联系直至多年后再度重逢的曲折故事，情感脉络细腻动人。该电影的续集作品《我们的存在（下）》随后于四月二十一日在日本上映，延续了前作的情感基调与人物命运。二零一三年二月二十三日，由吉高由里子与高良健吾主演的电影《横道世之介》在日本公开上映，吉高在片中扮演富豪千金与谢野祥子；这一角色虽出身优越却意外地平易近人，情绪高涨时举止尤为洒脱，言谈间充满天马行空的奇思妙想，始终不顾他人眼光而专注活出自我，其鲜明的人物塑造赢得了广泛好评。凭借对此角色的出色诠释，吉高由里子荣获了第六十八届日本每日映画奖“最佳女配角奖”，演技实力获得权威肯定。同年四月十五日，她主演的悬疑题材日剧《神探伽利略2》于日本首次播出；该剧改编自著名作家东野圭吾的小说原作《伽利略》，剧情围绕物理学天才汤川学（福山雅治饰）协助新人女刑警岸谷美砂（吉高由里子饰）破解一系列离奇案件而展开，推理过程层层递进、引人入胜。截至五月二十四日，该剧的平均收视率达到百分之二十点七，成为当年日本民营电视台春季档剧集的收视冠军，获得了极高的观众关注度。此外，吉高继续在由此剧衍生的系列作品《盛夏的方程式》及《神探伽利略XX～内海薰最后的案件 愚弄》中饰演岸谷美砂一角，保持了角色形象的连贯性与深度。二零一四年三月，吉高由里子主演了日本放送协会（NHK）电视台的晨间剧《花子与安妮》，在剧中饰演坚强乐观、始终积极面对人生的女主角村冈花子；凭借对此角色的精湛演绎，她成功斩获第八十二届日剧学院奖“最佳女主角奖”，演技再获高度认可。该剧基于真实人物经历改编，角色塑造朴实自然，剧情铺陈平和细腻，在开播之际创下了过去十年间晨间剧的最高收视纪录，这不仅标志着吉高在角色选择上的重要突破，也证明了她绝非局限于“少女系”的表演路径，更不仅仅擅长诠释个性奇特的人物，而是具备驾驭多样复杂角色的深厚能力。同年十月，吉高由里子首次获邀担任NHK红白歌会的主持人，其稳健得体的表现进一步拓展了她在演艺领域的活跃舞台。
二零一五年十月，演员吉高由里子首次涉足舞台剧领域，她与北村一辉合作，在东京涩谷文化村的Bunkamura大剧院共同出演了舞台剧《大逆走》。在该剧中，吉高由里子担纲女主角，饰演一位晕倒在街头、身世与职业都透着一丝神秘色彩的现代女性。两年后的二零一七年一月，她出演了喜剧题材的日本电视剧《东京白日梦女》，在剧中扮演大龄单身的女编剧镰田伦子。这个角色因为始终未能遇到理想的伴侣，便与两位闺蜜终日沉浸于邂逅完美男性并步入婚姻的幻想之中。这是吉高由里子时隔两年再度回归电视荧屏的作品，为了更贴合角色设定，她毅然剪去了留存多年的长发，换成了清爽的BoBo头造型。同年九月二十三日，她主演的悬疑电影《百合心》正式公映，她在片中饰演名为美纱子的关键人物。本片由熊泽尚人执导，改编自作家沼田真帆香留的同名悬疑小说，该小说曾于二零一二年荣获大薮春彦奖，并入围书店大奖，影片的演出阵容还包括松坂桃李、松山健一、佐津川爱美、清野菜名等多位知名演员。此次出演是吉高由里子继双主演作品《我们的存在》之后，时隔五年再度担任电影主演，同时也是她职业生涯中首次尝试饰演杀人犯这类复杂角色。她凭借在此片中的精湛表现，成功获得了第四十一届日本电影学院奖“最佳女主角奖”的提名。二零一八年四月，吉高由里子主演了日本电视剧《正义之凛》，在剧中化身新人检察官竹村凛凛子。随后在同年八月，她与木村拓哉、二宫和也联袂主演的电影《检察方的罪人》在日本上映，她在片中饰演女主角检察事务官橘沙穗。二零一九年四月，吉高由里子在首播的日本电视剧《我要准时下班》中饰演三十二岁的单身女导演东山结衣。剧中角色因其童年时期父亲是一位沉迷工作、鲜少回家的加班族，成年后的她便始终坚持“必须准时下班”的生活信条，每日高效完成工作任务以确保自己能准时离开办公室。这是吉高由里子首次参演TBS电视台的连续剧，她所塑造的东山结衣这一形象，恰如其分地代表了众多都市职场人心向往之却缺乏勇气践行的生活方式，她也凭借此角色赢得了第一百零一届日剧学院奖的“最佳女主角奖”。二零二零年一月八日，由吉高由里子主演的电视剧《不知也无妨》在日本开始播出，该剧的参演者还包括柄本佑、小林薰等实力派演员。同年十月七日，她主演的电影《东京白日梦女2020》在日本上映。紧接着在十月二十三日，她与横滨流星共同主演的电影《你的眼睛在追问》也与观众见面，影片讲述了女主角明香里（吉高由里子饰）在遭遇车祸失去双亲、自己也因此丧失大部分视力后，与筱崎垒（横滨流星饰）相遇并展开新人生的动人故事。二零二一年十月十五日，吉高由里子与松下洸平、井浦新、药师丸博子等人主演的悬疑剧集《最爱》在日本播出，她在剧中饰演社长真田梨央，与执着追查她的刑警宫崎大辉（松下洸平饰）以及始终支持她的律师加濑贤一郎（井浦新饰）共同探寻一桩失踪案与连环杀人案背后隐藏的真相。该剧在播出后的一周内，免费点播次数即高达二百八十七万次，创下了TBS电视台电视剧史上首集播出后重播次数最多的纪录。吉高由里子也凭借真田梨央这一角色，再次斩获第一百一十届日剧学院奖的“最佳女主角奖”。二零二二年，她主演了传记题材的电视剧《风啊，暴风雨啊》。二零二三年，她与北村匠海共同主演了电视剧《于星降之夜》。进入二零二四年，一月七日，吉高由里子主演的另一部传记类电视剧《致光之君》正式播出，她在剧中饰演日本古典文学巨匠紫式部。该剧细致描绘了这位执笔创作不朽名作《源氏物语》的作者其波澜起伏的人生历程。随后在二月九日，她主演的电影《风啊暴风雨啊 电影版》也如期上映。
2007年9月，演员吉高由里子经历了一场严重的交通事故，不幸导致身体多处骨折，伤势相当严重，随后被送入医院重症监护室（ICU）接受了长达五天的密切观察与治疗。时隔多年，在2016年7月，她与同为艺人的大仓忠义传出恋爱绯闻，引发了媒体与公众的广泛关注。然而，由于双方均将重心置于各自的事业发展上，这段关系最终未能持续，两人于2018年年初正式分手。进入2023年6月，吉高由里子再度被媒体曝光新的恋情，据悉交往对象是一位圈外男性。根据吉高身边熟人的透露，这位男士是在普通企业任职的公司职员，两人经由共同的朋友介绍相识，并从大约一年前开始逐步建立并发展恋爱关系。针对此事，吉高所属的经纪公司也予以确认，承认双方正在交往中，同时以“私事交由本人处理”作为回应，表示尊重艺人个人生活。然而，到了2024年12月，据《文春》发布的相关报道指出，吉高由里子与这位圈外男友已经结束了恋爱关系，重新回归单身状态。一直以来，吉高由里子凭借其鲜明的个性与活跃的演艺表现受到观众喜爱，其个人形象与生活动态也时常成为公众关注的焦点。
2021年11月，日本知名女演员吉高由里子受邀担任了日本职业棒球赛事的特别开场嘉宾。这一活动在当时吸引了众多体育爱好者与娱乐界粉丝的关注。吉高由里子以其亲切活泼的形象出现在赛场，为比赛拉开了序幕，她的参与不仅增添了赛事的娱乐性与观赏性，也体现了日本职业体育与大众文化领域之间常见的跨界互动模式。此次在日本职业棒球赛中的亮相，进一步展示了吉高由里子作为多栖艺人的广泛影响力。
二零二二年四月，日本知名演员吉高由里子通过社交媒体公开发文，对日本演艺圈内长期存在的性侵害现象提出了严厉的指责。她的发声迅速引发了社会各界的广泛关注与讨论。此次事件牵涉到多位业界人士，其中就包括曾与吉高由里子有过合作关系的著名导演园子温。此外，被点名的还有演员木下邦家以及电影制片人梅川治男等人。这一系列指控不仅揭露了特定个人的行为，更将公众视线引向了整个行业生态中可能存在的系统性问题和权力滥用现象，促使人们重新审视演艺界的工作环境与从业者权益保障状况。
二零零五年，吉高由里子通过出演作品《纪子的餐桌》首次踏入电影界，彼时的她并未接受过任何系统的表演训练。在《蛇舌》中，她以一种近乎癫狂的演出状态打破了常见的纯爱叙事模式，凭借充满反叛精神的演技闯入公众视野，将角色内心深处那份剧烈的挣扎与痛楚刻画得入木三分；她时常运用平淡而静默的眼神，将情感转化为一种以柔克刚的戏剧张力，并透过屏幕深深触动观众的心灵。这种独特的表演风格不禁令人联想到早年出道的宫崎葵，巧合的是，两人身上都自然流淌着一种与生俱来的文艺气息。吉高由里子向来被视为自由洒脱的“恶魔系少女”，她童年时的梦想是成为一名魔法师，倘若表演才能也算一种魔法的话，那么她无疑已梦想成真，掌握了如魔法般引人入胜的演艺能力，因此被无数观众盛赞为“兼具美貌与实力的耀眼新星”与“天赋异禀的女演员”。作为备受喜爱的“日剧女神”，不论是在《最爱》中那位为保护挚爱弟弟而不顾一切的社长，还是在《我要准时下班》里高效干练的职场女性，吉高由里子都展现出极强的角色适配性，她的“百搭搭档体质”使其与横滨流星、坂口健太郎等演员的合作格外默契，并且几乎在每一部作品中都能奉献出极高水准的演出。然而她的魅力远不止于荧幕之上，私底下的吉高由里子同样趣味十足、可爱灵动，那种无拘无束的无厘头模样也为她赢得了“搞怪美少女”的称号；除了曾大胆参演过十八禁电影，她更是日本演艺界中首位公开谴责某导演性侵事件的女明星，展现出独立而勇敢的社会担当。