新木优子读小学的时候就被星探发掘。2007年，参演森山直太朗的歌曲《太阳のにほひ》的MV
2008年5月24日，首次担任主演的银幕处女作《锚を投げろ》在日本上映；同年，在阿部宽主演的暗黑校园电影《青鸟》里饰演了女学生片山舞。
2009年，参演香里奈主演的社会职场剧《真我霓裳》第7集。2010年，出演根据推理小说作家凑佳苗同名原作改编的悬疑电影《告白》。
2011年，与大政绚、染谷将太等人合作出演了剧情片《说谎的男孩与坏掉的女孩》。2012年，在与安田章大、莲佛美沙子、远藤要等人联袂出演的奇幻日剧《屠龙青年团》里饰演了憧憬东京生活的女孩“ユカ”。
2013年5月5日，在白石隼也主演的特摄剧《假面骑士Wizard》的第34、35集中登场；同年11月，与吉仓葵、柳乐优弥合作共演的青春爱情电影《能不能原谅你，我想想看》在日本上映。2014年，新木优子开始担任集英社杂志《non-no》的专属模特；同年10月1日，与音乐组合GalileoGalilei合作的单曲PV《Mrs.Summer》公开。
2015年，在与中川大志、武田玲奈、山崎紘菜合作出演的漫改日剧《监狱学园》里饰演了性格阳光直率的女学生“横山杏子”；10月10日，与特林德尔·玲奈、森宽和联合出演的美食剧《在蒂凡尼吃早餐第1季》在日本NTV电视台播出；12月18日，发售个人的首本照片书《新木优子photobookfirst.》；同年，新木优子还与尾藤亚衣、小桥宏美、仁科爱联袂出演了悬疑电影《家族游戏》中的单元故事《贫乳俱乐部》。
2016年1月30日，主演的温情电影《风之信》在日本上映；3月19日，参加了国立代代木竞技场第一体育馆举办的第22届“TOKYOGIRLSCOLLECTION2016SPRING/SUMMER”大型时装秀活动；7月，在北川景子主演的社会剧《卖房子的女人》中饰演了对卖房的事情漠不关心的前台小姐“室田まどか”；同月，新木优子还主演了富士电视台出品的科幻剧《恋恋外星人》，而这也是其首次担任连续剧的主演；9月24日，与志田未来、龙星凉等人联袂出演的纯爱电影《爱哭鬼皮埃罗的婚礼》在日本首映；同年，新木优子还主演了大学生就职题材电影《实习期》，饰演宽松世代的主人公“川仓晴香”。
2017年1月，与中岛裕翔联袂出演的美食电影《明天也有好吃的饭》在日本首映，并在该片中扮演了性格开朗向上的女生“上村小春”；4月，在与小栗旬、西岛秀俊、田中哲司等人合作共演的刑侦剧《CRISIS公安机动搜查队特搜组》中饰演了技术高超的网络情报分析专家“大山玲”；同月，新木优子还参演了野田洋次郎主演的东京电视台深夜剧《百万日元的女人们》，并凭借在两部剧中的表现获得了第8届电视剧信心奖最佳新人奖；6月，确定担任悬疑电影《恶与假面的规则》的女主角，并在该片中挑战出演女公关角色；7月，在山下智久主演的医疗剧《CodeBlue3》中饰演了新加入急救直升机团队的医生“横峯あかり”；同月18日，发行个人的首本写真集《女朋友》；10月，出演玉森裕太主演的刑侦剧《重要参考人侦探》；同年，还与吉泽亮、杉野遥亮合作共演2018年上映的漫改电影《那个女孩的、俘虏》。
2018年1月，出演由山崎贤人主演的电视剧《绝命之吻》播出，剧中饰演资产百亿气质S的公主并树美尊；7月28日，出演的医疗剧《CodeBlue特别篇-另一个战场-》播出；10月，出演的电视剧《金装律师》播出，饰演圣泽真琴。
2019年1月7日，富士台刑侦剧《Trace~科搜研之男~》开播，她在剧中扮演新人法医泽口。同年，和高良健吾主演《前男友狂》，10月起将在富士电视台播出。
新木优子的特技是吹小号和悠风号，兴趣是阅读、做动画编辑和短剧；是偶像组合桃色幸运草Z的粉丝。
新木优子是日本宗教团体“幸福科学教”的信徒。
影视类
新木优子开朗又率直，和小春的个性十分相似。新木优子演技自然，看起来严肃认真的样子，但笑起来感觉很爽朗，非常有魅力。
新木优子皮肤白皙，清纯可人；全身上下都洋溢着让人很舒服的透明感，眉眼间的气质非常独特新木优子清爽的笑颜和高挑的身材令她广受关注，如太阳般的开朗气质的她最适合演绎邻家少女风了。新木优子自然不做作的笑容，搭配随意甜美的穿搭，尽显清纯俏皮的少女模样。
