桐谷美玲小時候非常怕生，到爺爺家去可以保持一個小時不說一句話。被抱就會大哭起來。

小學(xué)時在班級里并不顯眼，成績一直不錯，但體育完全不行。

搬到大阪居住以后，性格開始變得明朗起來，變得敢于做鬼臉了。

正值早安少女組的全盛期，和同伴們學(xué)著早安的歌詞和舞蹈動作，互換早安的卡片，一周拍20張左右的大頭貼，買一些小孩子用的化妝品等，開始變得會玩樂了。也有了喜歡的男孩子，因為太喜歡了告白了好幾次，但每回都被拒絕了。

在大阪也有過難過的被欺負(fù)時期，有過被別人踩腳卻不道歉的經(jīng)歷，不過后來欺負(fù)對象也會繼續(xù)換到別人身上�；�本半年會輪到一次自己被欺負(fù)，一般被欺負(fù)時期是1周到2周左右。老師也對此無可奈何。在自己被欺負(fù)的時候能做的只是等到欺負(fù)對象轉(zhuǎn)移，然后再重新回到正常的生活中去。

升入了大阪的中學(xué)，每天都參加羽毛球部的活動�；�本沒有和班上男生說話的記憶，覺得自己主動搭話可能會被討厭、特別是不敢向帥氣的男生搭話。也沒有過交往經(jīng)歷。而且因為討厭自己的自然卷頭發(fā)，在這個時期也去做了拉直。

中學(xué)二年級時回到了千葉縣。回到原來的朋友中時，大家因為自己外形的改變和在大阪時培養(yǎng)出的明朗性格而非常驚訝。在中學(xué)二年級的尾聲終于摘掉了土氣的眼鏡，戴上了隱形眼鏡，但此時完全沒有想過要成為模特。心里面也可以說完全沒有什么夢想可言，受環(huán)境影響，一心覺得自己必須要上大學(xué)，所以努力學(xué)習(xí)考上了有名的高中。

剛進(jìn)入高中后，第一次數(shù)學(xué)考試只得了19分而大哭了一場，而且周圍的同學(xué)都是頭腦很聰明的人，覺得自己在班里好像沒有了立足之地。但后來因為自己很喜歡的前輩是橄欖球部的經(jīng)理人的關(guān)系，也加入了橄欖球部當(dāng)起了經(jīng)理人，得到了很多快樂的回憶。身高在2006年停止生長。

進(jìn)入高中后也開始嘗試著化妝和染發(fā)。在高一的夏天，在學(xué)校附近被現(xiàn)在事務(wù)所的星探搭訕跟蹤，甚至追到了家中，一直都沒有接受。在隔了三個月后，事務(wù)所的人打來電話問要不要去看看事務(wù)所前輩內(nèi)山理名的取材，美玲就跟著母親一起去看了，被現(xiàn)場的氣氛完全壓倒和震撼了�；貋淼穆飞�，母親說很多人想要做這種工作卻無法做成，為什么選中了你。

2005年，高中1年級時，當(dāng)選“千葉No.1美少女”。邊讀千葉的高中邊工作，在以前的橄欖球部里擔(dān)任經(jīng)理人。

2006年2月11日，憑借電影《春の居場所（春天居住所）》出道。同年4月15日到6月，作為固定演員出演電視劇《土曜ミッドナイトドラマ 吉祥天女》，同年7月8日，出演了電視劇《ショートフィルム道 怪談新耳袋 第5シリーズ》，同年8月20日，出演了電視劇《ショートフィルム道東京少女 #4 ヤドカリ少女》。同年8月22日，出演了電視劇《ほんとにあった怖い話夏の特別編2006「6番の部屋」（毛骨悚然撞鬼經(jīng)）》。同年10月，成為了《早耳トレンドNo.1》欄目的常駐嘉賓。同年11月11日，出演了電視劇《戀する日曜日 ニュータイプ 第6話 想いを告白せよ�。☉賽坌瞧谔欤�》。同年成為了面向女高中生的時尚雜志《SEVENTEEN》的專屬模特。

2007年1月6日，出演了電視劇《風(fēng)の來た道（風(fēng)來之路）》。同年1月27日，出演了電視劇《戀する日曜日 第3シリーズ レンズ越しの戀（戀愛星期天）》，同年2月22日，出演了電視劇《きらきら研修醫(yī)（燦爛研修醫(yī)）》 第7集，同年5月12日，出演了電影《赤い文化住宅の初子（紅色文化住宅里的初子）》。同年7月3日，出演了電視劇《花ざかりの君たちへ?イケメン♂パラダイス?（花樣少男少女）》，同年9月22日，出演了電視劇《土曜プレミアム 出るトコ出ましょ!（法律最前線）》，同年10月12日，出演了電視劇《花ざかりの君たちへ?イケメン♂パラダイス?スペシャル（花樣少男少女特別篇）》。

2008年5月10日，出演了電影《同級生》和電影《體育館ベイビー（體育館寶貝）》。同年12月6日，出演了電視劇《男裝の麗人?川島芳子の生涯?（男裝的麗人）》。

2009年3月7日，出演了電視劇《NTTドコモドラマスペシャル チャンス!?彼女が成功した理由?（她成功的理由）》。同年4月4日，出演了電視劇《帰ってこさせられた33分探偵（被迫歸來的33分偵探）》第11集。同年6月18日，出演了電視劇《LOVE GAME（戀愛游戲）》第9集。同年8月1日，出演了電影《山形スクリーム（山形尖叫）》。同年8月1日，出演了電視劇《土曜ドラマ オトメン（乙男）?夏?（粉紅系男孩）》。同年10月13日，出演了電視劇《土曜ドラマ オトメン（乙男）?秋?（粉紅系男孩）》。

2010年3月6日，出演了電視劇《第9回テレビ朝日21世紀(jì)新人シナリオ大賞 臨月の娘（懷孕的女兒）》，同年3月27日，出演了電影《誰かが私にキスをした（誰吻了我）》。同年4月25日，主演了電視劇《日曜ナイトドラマ 女帝薫子》，同年5月15日，首次主演電影《音楽人（音樂人）》，同年7月19日，出演了電視劇《夏の戀は虹色に輝く（虹色夏戀）》，同年9月25日，主演了電影《君に屆け（好想告訴你）》

2011年1月2日，出演了電視劇《ザ?ミュージックショウ（THE MUSIC SHOW）》，同年2月5日，出演了電影《ジーン?ワルツ（基因華爾茲）》，同年3月19日，出演了電影《ランウェイ☆ビート（心動舞臺）》，同年6月22日，發(fā)行了個人的首張單曲《Sweet & Bitter》。同年7月26日，出演了電視劇《荒川アンダー ザ ブリッジ（荒川爆笑團(tuán)）》，同年8月6日，主演了兩部電影《亂反射》和《スノーフレーク（雪片蓮）》，同年8月20日，出演了電影《うさぎドロップ（白兔糖）》，同年8月31日，從做了5年專屬模特的時尚雜志《SEVENTEEN》畢業(yè)。同年9月，出演了TBS的電視節(jié)目《情熱大陸》。同年10月11日，出演了電視劇《HUNTER?その女たち、賞金稼ぎ?（HUNTER～那些賺獎金的女人們）》。

2012年1月13日，出演了電視劇《金曜ナイトドラマ 13歳のハローワーク（13歲的Hello Work）》，2月4日，主演了電影《荒川アンダー ザ ブリッジ THE MOVIE（荒川爆笑團(tuán)）》，同年2月11日，出演了電影《逆転裁判（逆轉(zhuǎn)裁判）》，同年3月，成為了《non-no》的專屬模特。同年10月2日，出演了電視劇《GTO 秋も鬼暴れスペシャル（GTO秋季特別篇）》。同年10月6日，出演了電影《ツナグ（通靈者）》和《新しい靴を買わなくちゃ（得買新鞋了）》，同年12月，在美國電影網(wǎng)站TC Candler上，每年定期發(fā)表的《2012世界最美臉蛋榜單》中，第一次入選，位列第12名。同年，出演自己的舞臺劇處女作《新幕末純情傳》。

2013年1月17日，出演了電視劇《あぽやん?走る國際空港（APOYAN～奔跑吧國際機(jī)場）》，同年3月1日，出演了電視劇《金曜ロードSHOW! チープ?フライト（廉價航班）》，同年5月13日，出演了電視劇《ガリレオ 第2シーズン 第五章「念波る」（神探伽利略2）》，同年6月22日，出演了電影《100回泣くこと（100次哭泣）》，同年7月13日，出演了電視劇《斉藤さん2（齊藤太太2）》，同10月13日，出演了電視劇《安堂ロイド?A.I. knows LOVE??（安堂機(jī)器人）》，同年11月29日，出演了電影《あさひるばん（朝晝晚）》。

2014年1月5日，出演了大河劇《軍師官兵衛(wèi)》，同年3月29日，出演了電影《チームバチスタFINAL ケルベロスの肖像（白色榮光最終篇：地獄犬的肖像）》，同年4月18日，出演了電視劇《金曜ナイトドラマ 死神くん（死神君）》，同年6月7日，出演了電影《女子ーズ（女子戰(zhàn)隊）》，同年7月20日，出演了電視劇《プレミアムドラマ 終の棲家（最后的家）》，同年8月16日，出演了電視劇《ほんとにあった怖い話15周年スペシャル「腕をちょうだい」（毛骨悚然撞鬼經(jīng)15周年特別篇）》，同年10月11日，出演了電視劇《地獄先生ぬ?べ?（地獄老師）》，同年12月1日，在法國巴黎拍攝了第一部寫真集《失戀、旅行、パリ�！贰�

2015年3月21日，出演電影《暗殺教室》，4月17日主演了電影《戀するヴァンパイア（戀愛中的吸血鬼）》，9月19日主演了電影《ヒロイン失格 （女主角失格）》。12月27日，在美國知名電影網(wǎng)站TC Candler公開的“全球最美面孔100人”2015年版中，日本女星石原里美第三次上榜，排名19位，更新了2014年第25位的排名，創(chuàng)下自己在該排行榜的最高排名。

2016年，主演朝日電視臺的電視劇《澄和堇》；主演夏季月九檔劇集《好きな人がいること（有喜歡的人）》。

 2017年10月23日，參演的電視劇《大眾之?dāng)场烽_播。 12月，桐谷美玲出席新片《復(fù)仇女孩》宣傳。

桐谷美玲有一個弟弟。

桐谷美玲稱家中愛犬是其工作之余最大的樂趣，并表示很享受與愛犬一起度過的散漫時光。

平日里她最大的樂趣是跟家里的兩只愛犬一起嬉戲玩鬧。此外，桐谷美玲還興致勃勃地主動跟媒體朋友透露她與愛犬們玩耍時的方式，稱其經(jīng)常故意把玩偶扔到一邊，等待著兩只愛犬爭先恐后地把玩具取回來。桐谷美玲一邊描述著她與愛犬門一起玩耍時的畫面，還一邊不時露出害羞的表情。

三浦翔平在2018年6月3日的寫真集簽售活動中，首次公開承認(rèn)與桐谷美玲正在交往中。對于此前傳聞中的將于6月3日登記結(jié)婚，他表示“一切還沒有決定”。

桐谷美玲是著名女性時尚雜志《SEVENTEEN》的專屬模特，接受過5年半時尚洗禮的她，是不折不扣的穿衣達(dá)人。（網(wǎng)易娛樂評論）

愛情電影《100次哭泣》在東京舉行一場女性限定試映會，被譽(yù)為“小號新垣結(jié)衣”的女主角桐谷美玲出席。身著一件抹胸鏤空紅花裙登臺的桐谷，彰顯十足小女人的性感嫵媚。（人民網(wǎng)評論）

桐谷美玲長得像小動物一樣可愛乖巧，得到了十幾歲到二十幾歲女性的支持，她的第一次戀愛史已經(jīng)成為話題。（騰訊娛樂評論）

桐谷美玲是圈內(nèi)最被看好的年輕演員。鏡頭外的桐谷是一名不折不扣的知性美女。（搜狐娛樂評論）