木村出生于英国伦敦，并在那里度过了最初的幼年时光。三岁那年，她随家人迁回日本，定居于东京都世田谷区的成城，并在此成长。回到日本后，由于环境骤变引发了严重的适应障碍，她一度罹患小儿哮喘，所幸在祖母无微不至的陪伴与精心护理下，病症后来竟未借助药物便逐渐痊愈。一九八九年，木村升入中学一年级（时年十三岁），因父亲工作调动，她再次随全家移居至美国纽约，整个初中阶段都在那里度过。初抵纽约时，她的英语基础极为薄弱，连基本的ABC都说不流利，父母为了锻炼她的语言能力，特意将她送往美国缅因州一处偏僻地区参加夏令营。营地生活条件相当艰苦，既没有淋浴设施，也缺乏正规厕所，与家人的联系也受到很大限制。在这种颇为严苛的生存环境中，她每天不得不依靠生涩的英语与陌生的异国伙伴进行交流。为期两个月的夏令营结束时，木村的英语已取得长足进步，能够较为流利地与人沟通。起初，她对美国人的生活方式也感到诸多不适，但随着时间的推移，她逐渐意识到日本人往往过于拘谨，不善于表露内心的真实情感。在西方文化的持续熏陶下，她变得越来越愿意并敢于表达自己的思想与情绪。在美国生活期间，由于身为宝冢歌剧团爱好者的祖母从旁鼓励与推荐，她获得了参与百老汇音乐剧演出的宝贵机会，这段经历为她日后走上演员道路埋下了重要的伏笔。此后，木村返回日本进入高中就读。通过积极参与各类招募试镜，她成功获选为时尚杂志的专属平面模特。高中二年级时，她出演了日本航空公司的电视广告，这次利用课余时间进行的兼职工作，或许可被视为木村涉足演艺圈的初步尝试。进入大学后，一次偶然的机缘，经友人引荐，她加入了“Top Coat”演艺事务所。原本她一心向往自己始终感兴趣的幕后配音工作，事务所却为她安排了电视剧的演出机会。加之木村本人十分抗拒像多数上班族那样穿着刻板的职业套装工作，于是她最终接受了演员这份职业，正式朝着演艺事业的方向稳步迈进。
一九九六年，木村佳乃的演艺生涯正式拉开帷幕，她通过主演NHK电视台的连续剧《元気をあげる～救命救急医物语》成功出道。同年一月十三日，她参演的电视剧《银狼怪奇》于日本首次播出，她在剧中饰演了名为镜遥的角色。紧接着在四月十九日，另一部由她参与拍摄的电视剧《将太的寿司》也与日本观众见面。到了十月十一日，电视剧《协奏曲》在日本上映，木村佳乃在剧中扮演了辰巳响子这一角色。一九九七年五月十日，她参演的电影《失乐园》在日本公映，凭借在此片中的出色表演，她荣获了日本电影学院奖的最佳新人奖项，这标志着其演技获得了业界的重要认可。一九九八年四月二十日，她与中居正广、原田芳雄、今井翼等人共同主演的电视剧《手足情深》在日本首播，她所饰演的角色是服部奈奈。同年十月十四日，她又与竹野内丰、山崎努、坂井真纪联袂主演了电视剧《世纪末之诗》，在剧中出演羽柴里美。一九九九年一月四日，她与江角真纪子、反町隆史、加藤晴彦合作主演的电视剧《三十拉警报》开始播映。七月五日，她再度与福山雅治、中山裕介、武田铁矢共同主演电视剧《无暇的爱》，成功塑造了小山田千草的形象。进入二零零零年，一月十四日，她与柏原崇、石田壹成、金子贤主演的电视剧《爱神恶作剧》首播，她饰演了春野息吹。一月二十二日，由她主演的恐怖电影《多重人格少女》在日本上映。同年十月十二日，她与唐泽寿明、反町隆史、凉等人合作的电视剧《恋爱症候群》播出，她扮演了荒濑シズク。二零零一年四月十一日，她与森田刚、原田龙二、上户彩主演的电视剧《新娘三颗星》开播，饰演新庄美雪。二零零二年四月十日，她与中山裕介、饭岛直子、妻夫木聪主演的电视剧《婚礼策划者》播出，饰演宇野美咲。六月八日，她与中居正广、津田宽治、藤井隆合作的电影《模仿犯》在日本上映。八月十三日，她参演的电视剧《怪谈百物语》首播，她在剧中挑战了阿菊-数盘怨女这一角色。二零零三年二月十五日，由她主演的电影《小岛之恋》上映。十一月八日，她参与拍摄的电影《宛如阿修罗》在日本公映。十一月二十九日，她参演的电视迷你剧集《流转的王妃 最后的皇弟》播出，饰演小岛。二零零四年一月十七日，她与长濑智也、深田恭子、赤坂七恵主演的电视剧《她已不在人间》开播，饰演石井由佳里。二零零五年二月十九日，她主演的电影《莓之破片》上映。四月十四日，她与草剪刚、堤真一、松下奈绪合作的电视剧《为爱向钱冲》播出，饰演铃木麻理子。九月三日，她参演的电影《自由恋爱》在日本上映。十月一日，她与市川染五郎、原田美枝子、今田耕司主演的电影《蝉时雨》公映。二零零六年一月十五日，她与竹野内丰、崔智友、速水重道主演的电视剧《轮舞曲》首播，饰演一之濑明。七月五日，她与远藤章造、馆广志、佐野史郎合作的电视剧《PS 罗生门》开播，饰演红谷留美。九月九日，她参演的电影《伴舞女郎》上映，饰演美浜礼子。十月五日，由她主演的纪录片《永远》在荷兰上映。二零零七年二月二十四日，她与土屋安娜、安藤政信、椎名桔平合作的电影《花魁》在日本上映，饰演高尾。五月十二日，她与石桥凌、丹尼尔·吉里斯、蜷川美穗主演的恐怖电影《出航噩梦》上映，饰演齐藤百合。六月一日，她参演的喜剧电影《导演万岁!》公映。八月十八日，她参演的恐怖电影《传染歌》上映，饰演兰子。九月十五日，她参与拍摄的电影《寿喜烧西部片》上映，饰演静。二零零八年一月二十六日，她与荒川良良、冈田义德、田中直树主演的电影《完全没问题》上映，饰演木下明。五月一日，她参演的电影《相棒剧场版：绝体绝命 42.195km 东京大都市马拉松》公映，饰演片山雏子。九月十二日，她有幸参演了由著名导演费尔南多·梅里尔斯执导的电影《盲流感》，该片在巴西上映，并且被选为第六十一届戛纳国际电影节的开幕影片，这无疑是她国际演艺履历中浓墨重彩的一笔。九月二十日，她与谷村美月、中越典子、山本太郎主演的电影《蛇少女》上映，她在片中分别饰演门前葵和一草两个角色；同日，她参演的另一部电影《次郎长三国志》也在日本上映，她饰演了阿圆。十二月十三日，她参演的电影《飞向天空，救援之翼》上映，饰演鹰栖美那。二零零九年一月四日，她参演的电视剧《天地人》首播，饰演阿凉。一月十六日，她与大野智、千纱、片濑那奈主演的电视剧《音乐孩子王》开播。一月二十四日，她参演的电影《无人守护》上映，饰演尾上令子。二月七日，她与江口洋介主演的电视迷你剧集《警官之血》播出。四月二十三日，她与藤木直人、夏川结衣、荻野目庆子合作的电视剧《女人阶梯》首播，饰演牧村幸子。九月十二日，她与上野树里、寺肋康文、田中圭主演的电影《杀手·婚礼之路》上映，饰演小林福子。十一月二十一日，她与大桥望美、胜村政信、星野真里主演的电影《生日快乐》公映。二零一零年六月五日，她参演的电影《告白》在日本上映，她饰演了下村优子（直树之母），并凭借这一角色赢得了蓝丝带奖最佳女配角奖，再次证明了其精湛的演技。七月二十二日，她主演的电视剧《警视厅继续搜查班》开播，在剧中她塑造了一位头脑清晰、沉着冷静的优秀女刑警形象。八月二十八日，她参演的电影《国王的游戏》上映。二零一一年一月二十三日，她与荣仓奈奈、藤木直人主演的电视剧《决定不哭的日子》首播，饰演佐野有希子。三月二十日，她与吉冈秀隆、中山裕介、麻生祐未主演的电视剧《CO 移植协调者》播出。四月十二日，她与杏、尾野真千子、凉合作的电视剧《丧失名字的女神》开播，她成功诠释了千金小姐、社长夫人、典型名媛本宫莉娜这一复杂角色。二零一四年七月七日，她参与配音的动画《面包超人：复活吧香蕉岛！》在日本上映，为阪娜一角献声。八月十六日，她与能年玲奈主演的电影《热血之路》公映。二零一五年三月，她参演了由水谷丰和成宫宽贵主演的《相棒第十三季》第十八集，再次饰演片山雏子；同时她还参演了由中村伦也主演的电影《星之丘Wonderland》。二零一六年一月，她参演了由水谷丰和反町隆史主演的《相棒第14季》第十集，继续饰演片山雏子一角；此外她还参演了根据真实事件改编的读卖电视台特别剧《我的生命》。同年，她接拍了于四月开播的富士台日剧《我的危险妻子》。并且参演了黑木瞳的导演处女作《讨厌的女人》。十月十五日，她与室井滋共同主演的电视剧《母亲们的愿望》正式播出。二零一七年，她出演了自四月起播出的NHK晨间剧《雏鸟》。八月，她与棚桥弘至、寺田心合作出演了电影《爸爸是坏人冠军》。二零一八年，她于一月出演了日剧《相棒》第三百回纪念特别篇，并首次以光头造型出镜，扮演了一位尼姑，展现了其作为演员的可塑性。二月三日，她出演的由锦户亮主演的电影《羊之木》在日本上映。二零一九年，她主演了于一月二十二日开播的日剧《后妻业》。同年，她还出演了三谷幸喜执导的作品《我不记得了！》。十月九日，她出演的由水谷丰和反町隆史主演的电视剧《相棒第十八季》播出。二零二零年一月九日，她出演的富士台日剧《ALIVE 癌症专门医生的病例》开播。同年十月，她主演的TBS电视剧《恋する母たち》播出。二零二一年九月，她主演的电影《假面之夜》（マスカレード·ナイト）上映。二零二三年六月，她参演的电视剧《这个美好的世界》正式开机。二零二四年一月四日，她主演的《玻璃之城》播出，在剧中饰演三上田鹤子；三月五日，她参演的剧集《电视记者》播出。四月十四日，她参演的TBS台日九档剧集《ANTIHERO反英雄》开播，在剧中饰演一位东京地检的检察官，与主人公团队形成对峙局面。七月十六日，她参演的朝日台七月周二晚九点档剧集《阿南是小情人》开播。九月十三日，她参演的电视剧《今天也无异常 第2季》播出。根据计划，她将于二零二五年四月十二日参演的电视剧《为什么偏偏是我来“神说教”》也将与观众见面。
一九九八年，木村佳乃的祖母因病去世，这一变故对她造成了极为沉重的打击。由于她本身是一个将亲情与感情看得极其重要的人，祖母的离世令她陷入了深切的悲痛与反思之中。在那样一段情绪低落的时期，木村佳乃甚至对自己所从事的演艺事业产生了根本性的怀疑，内心一度萌生了退出演艺圈、远离公众视线的念头。这一想法虽然最终并未付诸实践，却真实地反映了她当时所经历的情感挣扎与人生抉择的艰难时刻。
东山纪之与木村佳乃的缘分始于2008年3月共同出演的舞台剧《さらば、わが爱 覇王别姫》，两人在合作过程中逐渐互生好感，并自然而然地发展为恋人关系。这段恋情于2009年11月28日被媒体率先披露，随后双方均通过各自所属的事务所坦诚地予以承认，展现了坦然面对公众的态度。同年12月7日，因工作安排从夏威夷返回日本的东山纪之，在抵达成田机场时便主动向外界宣布了即将结婚的喜讯，成为当时备受瞩目的娱乐新闻。2010年10月23日，他们以联名传真形式正式向各大媒体公布了结婚的消息，信中写道：“今日，10月23日，我们在此向大家报告已完成结婚登记手续”，“今后我们将相互扶持，共同走过人生道路，并承诺‘会在各自的工作中更加努力’”。同时两人也表示，婚后各自的演艺事业仍会照常进行，不会受到影响。2011年5月4日，木村佳乃被证实已怀孕三个月，预产期定在同年11月。她在8月完成日剧特别篇《魔术的耳语》的宣传后，便暂停工作专心待产。2011年11月4日晚间10点24分，木村佳乃在东京的一家医院顺利分娩，诞下一名体重2534克的健康女婴。夫妇二人再次以联名信的方式向日本媒体分享喜悦，信中充满感情地写道：“女儿让我们聆听到生命的旋律，她宛如一道希望之光。目睹她的诞生，我们心中充满感恩。”初次成为父亲的东山纪之难以抑制激动之情，他高兴地表示，将会让女儿在一个充满爱与幸福的家庭环境中茁壮成长。随后，木村佳乃也逐步公开了一些温馨的家庭生活照片，记录下一家三口的珍贵时光。
木村在演艺圈内曾与众多知名艺人进行过合作，每次在电影或电视剧的拍摄现场，她总能凭借自身独特的创意与艺术见解，赢得合作者们由衷的敬佩。她那憨厚而直率的个性，也常常在无形中化解片场可能出现的紧张氛围，为工作团队带来轻松愉快的创作环境。大约在二十岁左右的阶段，木村多被安排饰演那些被公众视为充满气质、形象健康的女性角色，其清新自然的表演风格给观众留下了深刻印象。步入三十岁之后，她开始主动突破以往的戏路框架，不断尝试扮演各种复杂多元的角色，无论是心机深沉的反派人物，还是内心脆弱、情绪敏感的女性形象，她都能驾驭得游刃有余，其表演的广度与深度也随之持续拓展。 木村被广泛认为是演艺圈中兼具“才艺”与“创意”的气质女星，这背后离不开她丰富的学识与个人修养。她曾拥有海外生活的经历，因此能说一口流利地道的英语；大学时期她主修英国文学专业，并且顺利通过了难度较高的大学英语检定准一级考试。除了语言与文学方面的造诣，她在马术运动上也表现突出——高中时期便加入学校运动部的马术队，专攻比赛跑马场马术项目，连续三年代表学校参加校际比赛，积累了丰富的实战经验，更曾在全日本高中生马术大赛中荣获第四名的佳绩。此外，她在钢琴和长笛演奏方面也颇为擅长，展现出多才多艺的一面。 从演艺形象来看，木村佳乃身上带有一些“御姐”特质，年轻时凭借出众的外形条件获得关注，而随着年纪渐长、步入熟龄阶段，她成功实现了形象转型，展现出愈加艳丽、气质超凡的风采，且表演中时常融入一丝细腻而敏感的神经质，使得她的角色仿佛在风中走钢丝一般，既充满惊险的张力，又极具观赏美感。她尤其擅长刻画那些容易陷入痴狂、行为走向极端的女性人物，赋予角色一种赴汤蹈火般的倔强与勇气。她所演绎的御姐形象，往往如同一位心思缜密、略带阴险的女王，在无声的角力中与周遭的竞争者周旋，最终将局势掌控于自己手中，令人过目难忘。