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1991年出道，获得朝日电视台节目樱花人俱乐部的“旁边的孩子大奖”最优秀奖。与同获得了最优秀奖的东惠子结成单元“KEYWESTCLUB”；11月《适合订做的Destiny》歌手初次亮相。此后作为樱花人俱乐部樱花组的成员活跃。
1993年，CD《你不明白》单独表演初次亮相。但是，此后到1996年音乐活动停止。同年，在经典日剧《同一屋檐下》中正式以女优身份亮相，此后在多种电视剧电影中演出，同时由于日本石油的CM演出在全国被普遍认知。
1996年，中谷美纪初试啼声，以《MindCircus》获得广泛关注，之后更是作品不断，成为一位演而优则唱的女歌手。中谷美纪加盟日本华纳音乐后，推出首张大碟，命名为《私生活》。由中谷美纪主演的电影《午夜凶铃》和电视剧《永远的仔》《真夏圣诞节》都受到欢迎，拥有众多的影迷。
1999年，在年度最佳日剧《继续》中出色的演绎了天才女刑警柴田纯而攀上了事业高峰，此剧亦成为她的代表作之一。
2003年，被松下电工第四代“漂亮的姐姐”起用。
2004年-2005年为女性杂志《anan》首次连载的小品文《男子禁止！》执笔。
2005年，在电影《电车男》出演女主角爱马仕。原作《电车男》中有爱马仕与中谷美纪很相似的部分，真的扮演爱马仕角色可以说是中谷的演出经历中新奇纯洁的爱情作品。
2006年，中谷美纪又与中岛哲也导演携手，出演了他的第二部作品《被嫌弃的松子的一生》，美纪在其中扮演人生经历曲折的女主角松子，从高中演到53岁；凭借在本片中的出色表现，中谷美纪将日本电影圈所有的最佳女主角奖收入袋中。同年，发行了单行本《死气白赖地要求没有的东西》。
2007年，中谷美纪出演了包括改编自知名小说的时代剧《茜色天空》、改编自热门漫画的《自虐的诗》以及多国合拍的《绢》等。
2008年，与老牌影星藤龙也等合作温情影片《幸福的馨香》，在剧中饰演师从中餐厨师长的单身妈妈。
2009年，与大泽隆夫、绫濑遥等主演的电视剧《仁医》在日本首播，中谷美纪在剧中一人分饰两角，南方仁现代的恋人友永未来以及江户花魁野风。11月14日，与广末凉子、木村多江、鹿贺丈史等主演的电影《零的焦点》在日本首映。
2010年，与大森南朋、池胁千鹤、小林十市等主演的电影《甜蜜小谎言》在日本首映，在剧中饰演泰迪熊创意师岩本瑠璃子。
2011年，与户田惠梨香、芦田爱菜等主演的电影《阪急电车》在东京首映。
2012年，与冈田将生等主演的电视剧《神圣的怪物们》在日本首播，在剧中饰演优秀、冷静被人尊敬的护士长春日井优佳。
2013年，与堺雅人、若林正恭、点点等主演的电影《向日葵与幼犬的7天》在日本上映。11月9日，出演电影《清须会议》。12月7日，与市川海老藏、伊势谷友介、大森南朋等主演的电影《寻访千利休》在日本上映。
2014年，出演电视电影《宫本武藏》。6月27日，出演电影《渴望》，在片中饰演加奈子（小松菜奈饰）的老师。同年，主演电影《裁缝》，该片由《幸福的面包》的导演三岛有纪子执导，中谷美纪在剧中饰演继承祖母裁缝店“南洋裁店”的第2代店主市江；电影于2015年1月公映。
2015年，中谷美纪宣布于7月正式从合作已有24年之久的经纪公司Stardust独立，创立个人工作室。中谷美纪在成立个人工作室后将积极需求海外发展，同时在海外宣传日本传统文化。因而决定从现在规划路线不令她满意的事务所离开。中谷美纪与前事务所的合约截至2015年7月，她在事务所的最后一份工作将是11月为参演的电影《Foujita》站台宣传。主演2016年4月在TBS金10档期播放的新剧《我并非不能结婚只是不想结》，在剧中饰演高冷女医生。
2016年，主演由宫部美雪同名小说《模仿犯》改编的电视剧版。参演TBS秋季日九档新剧《IQ246~华丽的事件簿~》。
2017年，主演WOWOW秋季档电视剧《单恋》，饰演性同一障碍主人公日浦美月。
2018年，主演的TBS电视台情感剧《有家可归的恋人们》开播，她在剧中扮演时隔十多年重返职场的主妇佐藤真弓。
2019年，主演十月开播剧集《晴综合商社之女》，在片中饰演一边在大型综合商社工作一边照顾十岁儿子的单亲妈妈，这是中谷美纪第一次主演东京台日剧。主演9月30日播出东京电视台特别剧《同一屋檐下的四个女人》。
2020年，主演的电视剧《请不要在病房里念佛》播出。与田中圭共同主演的电影《总理的丈夫》将于2021年秋季在日本全国上映。
请不要在病房里念佛2020-01-17饰演三宅凉子导演平野俊一/冈本伸吾主演伊藤英明
晴～综合商社之女～2019-10-21饰演海原晴导演土方政人主演藤木直人、中谷美纪
有家可归的恋人们2018-04主演玉木宏
单恋2017饰演日浦美月导演永田琴
IQ246~华丽的事件簿~2016-10-16饰演森本朋美导演木村尚主演织田裕二
我不是结不了婚，只是不想2016-04-15饰演橘宫美导演冢原亚由子主演藤木直人、德井义实
代笔作家2015-01-13饰演远野里莎导演土方政人主演水川麻美
军师官兵卫2014-01-05饰演光导演田中健二主演冈田准一
十万分之一的偶然2012-12-15饰演山内明子导演藤田明二主演田村正和
美雨2012-07-01饰演西胁茜导演水田成英主演丰川悦司、芦田爱菜
神圣的怪物们2012-01-19饰演春日井优佳导演藤田明二主演冈田将生
仁医22011-04-17饰演友永未来/野风导演平川雄一朗主演大泽隆夫
仁医2009-10-11饰演友永未来/野风导演平川雄一朗主演大泽隆夫
顽固老爹2002-10-08饰演进藤晶导演清弘诚主演田村正和
恋爱偏差值2002-07-04饰演山村怜子导演木下高男主演常盘贵子
恋爱中的女市长2002-01-08饰演千春导演西谷弘主演柳叶敏郎
爱与青春的宝冢2002-01-03饰演星风铃子导演藤田明二主演藤原纪香
圣德太子2001-11-10饰演刀自古郎女导演佐藤干夫主演本木雅弘
恶女17岁2001-04饰演森山芽美
真夏的圣诞节2000-10饰演星野波流
永远的仔2000-04饰演久阪优希
女医物语1999-07饰演宫木有希
游戏高手1999-03饰演筱原萤子、筱原花、筱原雪；
继续1999-01饰演柴田纯
爱的和弦1998-07饰演浅羽由希
成人礼1998-01饰演江崎
恋爱迷宫1997-10饰演小池美香
不整齐的苹果们Ⅳ1997-04饰演远山美保
沙粧妙子特别版归来的问候1997-03饰演麻生萌子
小儿科的春天1996-07饰演野边春美
青春白皮书1996-04饰演日比野遥
长男之嫁21995-10饰演渡边かおり
车站的故事1995-01饰演天宫果南子
远山金志郎美容室1994-07饰演栗原冬美
横浜心中1994-01饰演上条若叶
同一屋檐下1993-04饰演三船爱子
藤田嗣治2015-11-14饰演藤田君代导演小栗康平主演小田切让
生缝寸尺心2015-01-31饰演南市江导演三岛有纪子主演三浦贵大
渴望2014-06-27饰演东里恵导演中岛哲也主演役所广司、小松菜奈
寻访千利休2013-12-07饰演宗恩导演田中光敏主演市川海老藏
清须会议2013-11-09饰演宁宁导演三谷幸喜主演役所广司、大泉洋
真实：完美的蛇颈龙之日2013-06-01饰演相原荣子导演黑泽清主演绫濑遥
向日葵与幼犬的7天2013-03-16饰演五十岚美久导演平松惠美子主演堺雅人
源氏物语：千年之谜2011-12-10饰演紫式部导演鹤桥康夫主演生田斗真
阪急电车2011-04-29饰演高濑翔子导演三宅喜重主演户田惠梨香
甜蜜小谎言2010-03-13饰演岩本瑠璃子导演矢崎仁司主演大森南朋
零的焦点2009-11-14饰演室田佐知子导演犬童一心主演广末凉子
幸福的馨香2008-10-12饰演山下贵子导演三原光寻主演藤龙也
绢2008-01-19饰演布兰奇女士导演佛朗索瓦·吉拉德主演芦名星、迈克尔·皮特
自虐之诗2007-10-27饰演森田幸江导演堤幸彦主演阿部宽
ストリングス爱と绊の旅路2007-04-28饰演ジータ（声の出演）
茜色天空2007-03-31饰演阿文
7月24日大道的圣诞节2006-11-03饰演本田小百合
藏尸楼2006-09-09饰演春名礼子
被嫌弃的松子的一生2006-05-27饰演川尻松子导演中岛哲也主演瑛太、伊势谷友介
力道山2006-03-04饰演绫导演宋海星主演薛耿求
疾走2005-12-17饰演アカネ
电车男2005-06-04饰演爱玛仕小姐导演村上正典主演山田孝之、田岛令子
大约三十个谎言2004-12-18饰演宝田真智子
雨鳟之川2004-11-13饰演加藤沙月
维纳斯宾馆2004-03-06饰演ワイフ
壬生义士传2003-01-18饰演ぬい
混沌凶机2000-10-21饰演津岛さと美
继续2000-03-04饰演柴田纯主演渡部笃郎
午夜凶铃2贞子缠身1999-01-23饰演高野舞
午夜凶铃凶铃再现1998-01-31饰演高野舞
午夜凶铃1998-01-31饰演高野舞
柏林1995-12-23饰演キョーコ
大失恋1995-01-21饰演麻美
总理的丈夫2021饰演相马凛子导演河合勇人主演田中圭、中谷美纪
2011 《an·an》读者评选的2011年度“好女人”第1位 （获奖）
2006 第61回每日电影奖最优秀主演女优赏 被嫌弃的松子的一生 （获奖）
2006 第31回报知电影赏最优秀主演女优赏 被嫌弃的松子的一生 （获奖）
2006 第80回电影旬报最优秀主演女优赏 被嫌弃的松子的一生 （获奖）
2005 第19回高崎电影节最优秀主演女优赏 大约三十个谎言 （获奖）
2000 第24回エランドール赏新人大赏 （获奖）
1999 第37次ギャラクシー奖（电视部门个人奖）（获奖）
2014 第37届日本电影学院奖最佳女配角奖 寻访千利休 （提名）
2012 第35届日本电影学院奖最佳女主角奖 阪急电车 （提名）
2010 第33届日本电影学院奖最佳女配角奖 零的焦点 （提名）
2008 第31届日本电影学院奖最佳女主角奖 自虐的诗 （提名）
2007 第30届日本电影学院奖最佳女主角奖 被嫌弃的松子的一生 （获奖）
2004 第27届日本电影学院奖最佳女配角奖 壬生义士传 （提名）
2015 第9届亚洲电影大奖卓越亚洲电影人奖 （获奖）
2007 第1届亚洲电影大奖最佳女演员奖 被嫌弃的松子的一生 （获奖）
2002 第32届日剧学院赏最佳服装造型 恋爱女市长 （获奖）
2000 第20届日剧学院奖最佳女主角奖 继续 （获奖）
1998 第18届日剧学院奖最佳女主角奖 爱的和弦 （获奖）
以精湛演技、绝美外型，加上神秘气质而闻名的中谷美纪，是许多人心目中的完美女性。中谷美纪是国际音乐大师阪本龙一专宠的女歌手，她被誉为日本20世纪最后一个美少女，早年的她性格独特、气质神秘、剑走偏锋，是游走与艺术边缘的异类天才；30岁之后的她洗净铅华，崇尚自然、优雅和格调是她最好的代名词。她的存在，并不是最耀眼夺目的，却总是不能让人忽视，就像在黑夜中突然滑过的一道银光，提醒着人们的注意，她深信生命是一场冒险，她的未来还有无限可能。（新华网评）
