千葉県山武郡山武町（現・山武市）出身。本名・伊賀久美子（旧姓・平丸）。履歴書を現在の所属事務所に送ったことがきっかけで、1995 年、第６回全国女子高生制服コレクションのグランプリを受賞。同年、俳優・哀川翔が監督した「BAD GUY BEACH」で映画デビューを果たす。96 年にはTBS『君と出逢ってから』でドラマ初出演。映画では96 年の「７月７日、晴れ」、97 年に「猫の息子」に出演。翌98 年に、第51 回カンヌ国際映画祭の特別招待作品にもなった今村昌平監督の「カンゾー先生」のヒロインに抜擢される。昭和20 年の岡山の港町を舞台に、風変りな町医者“ カンゾー先生”（柄本明）に看護婦として雇われた少女・万波ソノ子役を演じる。大胆なヌードや濡れ場を披露しながらも、おおらかで生命力にあふれた少女像が鮮烈な印象を残し、報知映画賞の最優秀助演女優賞、日本映画批評家大賞の最優秀新人賞を受賞するほか、日本アカデミー賞では新人俳優賞に加えて史上最年少で最優秀助演女優賞に輝いた。翌99 年に黒沢清監督の「ニンゲン合格」、00 年には「リング０・バースデイ」に出演。同年の行定勲監督「ひまわり」では、心に孤独を抱えたまま海難事故で行方不明になったヒロインを存在感たっぷりに演じ、映画初主演を飾る。翌01 年には再び黒沢と組んだホラー「回路」と行定の「贅沢な骨」の二作品で主演をつとめるほか、相米慎二監督の遺作となった「風花」にも出演。また中野裕之監督「Stereo Future」「RED SHADOW ／赤影」、瀬々敬久監督「RUSH ！」も公開。同年の日本映画プロフェッショナル大賞で主演女優賞を受賞した。02 年には柳美里の自伝的小説の映画化「命」、中田秀夫監督「ラストシーン」に出演。03 年の平山秀行監督「魔界転生」では妖艶な悪女、田口トモロヲ監督「アイデン＆ティティ」では主人公を支えるマドンナ役に扮し、多彩な演技を見せる。04 年は紀里谷和明監督の「CASSHERN」のヒロイン・ルナ役をはじめ、犬童一心「伝説のワニ・ジェイク」、三池崇「ゼブラーマン」、「丹下左膳・百万両の壺」、「青い車」など出演作が相次ぐ。また04 年の「eiko」、翌05 年の「ハサミ男」では主演をつとめる。テレビでは04 年のNHK 大河ドラマ『新撰組！』で坂本龍馬の妻・おりょう役を演じている。06 年、三木聡らが脚本・演出を手掛けたテレビ朝日の深夜ドラマ『時効警察』で、主人公・霧山（オダギリジョー）の捜査に付き合わされる婦人警官・三日月しずか役に扮する。このやや妄想癖の強いユニークなキャラクターが人気を博し、コメディエンヌとしての新境地を開拓。07 年には続編『帰ってきた時効警察』も放送され、新たな魅力がお茶の間にも広まった。同年公開の三木聡監督の映画「転々」にも三日月しずか役で登場している。ほか06 年に三谷幸喜監督「THE 有頂天ホテル」や土井裕 監督「涙そうそう」にも出演。07 年には佐々部清監督「夕凪の街・桜の国」で主演。原爆投下から13 年後の広島で、自分が生き残ったことに罪悪感を感じながら生きてきた女性の感情を繊細に表現し、毎日映画コンクール、報知映画賞、ブルーリボン賞の主演女優賞を受賞。同年には塩田明彦監督の「どろろ」、中田秀夫監督の「怪談」にも出演。同年12月にはスタイリストの伊賀大介と結婚している。08 年、イランのアボルファズル・ジャリリ監督の「ハーフェズ・ペルシャの詩」のヒロインに選ばれる。主人公の詩人と恋に落ちる宗教家の令嬢を演じ、海外にも進出。同年の北野武監督「アキレスと亀」の売れない画家の心の支えとなる女性・幸子役や、吉田恵輔監督の「純喫茶磯辺」での頭も尻も軽いがどこか憎めないウエイトレス役など、シリアスからコメディまでオールマイティに活躍。ほか08 年には『時効警察』でも共演した岩松了の監督作「たみおのしあわせ」、荻生田宏治監督「コドモのコドモ」、「ぼくたちと駐在さんの700 日戦争」などに出演。翌09 年には主演映画が2 本公開。三木聡監督「インスタント沼」でジリ貧OL をコミカルに、熊沢尚人監督の「おと・な・り」では、恋と夢に揺れる等身大の女性像をリアルに演じ、若い女性の共感を呼んだ。ほか横浜聡子「ウルトラミラクルラブストーリー」、ケラリーノ・サンドロヴィッチ「罪とか罰とか」で助演。同年には岩松了作・演出の『マレーヒルの幻影』で主演し、初舞台を踏む。10 年には原恵一監督のアニメ「カラフル」で声優にも挑戦。ほか出演作に映画「シーサイド・モーテル」10、テレビドラマにＮＨＫ『チェイス・国税査察官』10、舞台では長塚圭史演出の朗読劇『スプーンフェイス・スタインバーグ』10 がある。佐々部清監督「日輪の遺産」11 が公開待機中。

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