真木よう子1982年出生于日本千叶县，家中排行第二，有一个哥哥和两个弟弟，是四兄妹中唯一的女孩。
还是小学生的时候，真木看了安达祐实主演的电影《REX恐龙物语》，由此开始强烈地向往成为一名演员。2001年菅原浩志导演的《毒品》是真木参演的第一部电影。继而她又出演了深作健太的《大逃杀2：镇魂歌》、井筒和幸的《冲破！》（Pacchigi!）等片，渐渐获得了各界的关注。另外，真木在《十字架》、《樱飞沫》等话剧作品中的演技也获得了很高的评价。
2005年，因拍摄DVD电视剧『东京フレンズ』（东京朋友/Tokyo Friends），与大冢爱、瑛太结为好友。片中，真木有一场长达5分钟抱怨臭男人的连珠炮，像是顺口溜一样完全没有间断，不但让同戏的大冢爱、松元莉绪等人当场傻眼，也打开她在小屏幕的知名度。次年，『东京フレンズ』映画化。 2006年11月，作品『ゆれる』获第30回“山路ふみ子映画赏”新人女优奖。
2007年秋，出演由冈田准一主演的大热电视剧『SP』，收视率接近20%。同时，她的写真集『月刊真木よう子』的价格一路飚到2万日元一本，25岁的真木よう子被众多粉丝追捧，同时也被众多制作人看好。
2008年4月，东京电视台看好她的潜力，特地为她量身打造以她命名的日剧『周刊真木よう子』，在12集的电视剧中，她要挑战12个不同的角色，播出后深获好评，被日本媒体称为是今年最看好的新生代女星之一。 2008年11月，与片山怜雄奉子成婚。片山怜雄比真木よう子大一岁，曾出演过《水男孩》，因而通过共演者瑛太的介绍认识了真木よう子，二人相恋三年后结婚。片山怜雄作为演员时所属事务所Amuse，曾出演过《水男孩》等作品，后退出事务所，成为リリー·フランキー的弟子开始学写小说。
2009年5月，真木平安生下一女。
2009年秋，真木产后复出，开始拍摄『SP』电影版。
2010年，出演NHK大河剧『龙马传』，饰演坂本龙马（福山雅治饰）的妻子——楢崎龙，于5月30日播出的第22集登场。
2010年10月11日，真木确定出演由生田斗真主演的电影『源氏物语』，在这部电影中她将一人分饰两角，分别饰演主人公光源氏的生母「桐壶更衣」、恋人同时也是继母的「藤壶中宫」，电影于2011年上映。
