初中二年級生時，以14歲之齡參加了經紀公司Horipro舉辦的1996年《第21回發掘藝人大獎賽》，在「PURE GIRL審查」中得獎，被發掘成為新人加入演藝圈。翌年，已獲首個演出機會，在電視劇《FiVE》演出一角，但尚未引起注目。
1998年，在話題電視劇《神啊！請多給我一點時間》和金城武共演。劇中飾演感情率直奔放、但染上HIV病毒的少女「葉野真生」。深田恭子以此劇的演技造成話題，並創下最終回28.3%的高收視率。深田恭子也憑此劇獲1998年第18回日劇學院賞助演女優賞。翌年，首次主演電視劇《鬼之棲家》，並在同年5月發行個人首張單曲〈最後的果實〉。
2004年，以主演的電影《下妻物語》獲多座最佳女主角獎，演技受到肯定。
2019年（第100回日劇學院賞），深田恭子以《初戀那一天所讀的故事》的春見順子一角奪得主演女優賞
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