1994年参加日本P&G举办的“Clearasil洗面乳”广告选拔，赢得冠军及日圆百万奖金，并获得拍摄广告的机会，亦因此自日本艺能界出道。同年5月，参与电影《20世纪的乡愁》选角，从近500名试镜者中被导演选出为女主角。

　　1995年初，参与演出日剧《心的复数》。

　　1997年4月15日发行由竹内玛莉亚词曲创作的出道单曲〈认真恋爱五秒前〉，销量高达约60万张，接着于同年6月25日发行由同乡冈本真夜词曲创作的第二张单曲〈好喜欢!〉，更获得Oricon单曲周榜冠军，并得以参加该年度的NHK红白歌合战。在广末凉子之前，能够于歌手出道的第一年参加红白的女性偶像歌手，就只有17年前的松田圣子和岩崎良美（同于1980年出道）。而第一张专辑ARIGATO！亦于同年11月19日发行。

　　1998年初，参与演出舞台剧银河の约束。

　　1999年于日本武道馆举行初次演唱会“RH Debut Tour 1999”。

　　曾于1995年参加高知县运动大会，获得跳高及跨栏全县第2名。1996年，离开故乡高知远赴东京就读品川女子学院高等部，于1999年4月入读日本著名学府早稻田大学教育学部国语国文学系。2003年10月6日，申请退学，同年12月宣布怀孕及嫁给模特儿兼时装设计师冈泽高宏。2004年，于东京都诞下长子。

　　2005年产后复出，于富士电视台月九电视剧《Slow Dance》中担任配角。

　　2008年3月13日，广末凉子于官方网站发表离婚声明，公布与冈泽高宏离婚，结束维持了4年的婚姻关系。11月，在最后一期Fans Club会刊宣布，正式解散自1997年成立的官方Fans Club R.H.Friendle。广末凉子于会刊上感谢支持者多年来的支持，并且表示只是解散Fans Club，而不是退出艺能界。

　　2009年2月，与本木雅弘主演的电影《入殓师》，夺得第81届奥斯卡金像奖最佳外语片，成为奥斯卡最佳外语片第一部获奖的日本电影。

　　2010年10月9日，于官方网站公布，10月8日与蜡烛创作艺术家兼和平活动家Candle JUNE（本名井筒顺，因入赘改姓广末）于东京都区役所办理登记结婚手续，正式成为夫妇，同年11月22日宣布怀孕。

　　2011年，次子出生。

　　2015年，小女儿出生，广末因此辞去了原定出演的大河剧《花燃》中“辰路”一角。11月，于第35届夏威夷国际电影节中获得职业功劳赏，是继演员渡边谦及役所广司后，首位日本女演员得奖。

　　2021年3月24日，原定于4月19日-20日在家乡高知县举办的2020年夏季奥林匹克运动会火炬传递活动上出任火炬手的广末，因行程冲突宣布辞去这一职务。

　　2023年6月7日，遭《周刊文春》爆料称与米其林一星法国餐厅“sio”的主厨鸟羽周作发生婚内出轨。广末初时否认，到了6月14日，广末在个人Instagram上载亲笔信，承认不伦事件并道歉；事务所也就此事道歉，同时宣布对广末作出无限期活动休止处分。