ヒラタインターナショナル所属。愛称は「多部ちゃん」。夫は写真家の熊田貴樹。小学5年生の頃、ミュージカルの『アニー』を観劇し、同作への出演を目指して中学2年生までオーディションを受けていた[3]。2002年、スカウトされてヒラタオフィスに所属(それ以前はムーン・ザ・チャイルドに所属していた[4])。〜愛の調べ〜」のPV出演で女優デビュー。HAPPY!スペシャル』(BS日テレ)でテレビドラマ初出演を果たす。2003年、映画『HINOKIO』のメインキャストである工藤ジュン役に、オーディションで1,000人を超える応募者の中から抜擢される。『HINOKIO』と『青空のゆくえ』により、2005年の第48回ブルーリボン賞新人賞を受賞。2007年、7月クールのドラマ『山田太郎ものがたり』(TBS)で民放連続ドラマ初出演。2009年、NHK連続テレビ小説『つばさ』に、オーディションで1,593人の中から選出されて[5]、主演を務める。2010年、エランドール賞新人賞を受賞。2011年、1月クールのドラマ『デカワンコ』(日本テレビ)にて民放連続ドラマの初主演を飾る。2015年、4月クールのドラマ『ドS刑事』(日本テレビ)の役作りのため、髪型をボブスタイルにヘアチェンジする[6]。宝探し大冒険!』で声優に初挑戦する。2018年、ヒラタオフィスから「ヒラタインターナショナル」へ社内移籍[7]。UQコミュニケーションズ「UQモバイル」のCMを手掛けた写真家の熊田貴樹と同CMの撮影で出会い、3年間の交際を経て結婚したことを発表した[8][9]。