二阶堂富美出生于日本冲绳县，因外形出众加上自身对艺能界的向往，她12岁就被星探发掘并登上“冲绳美少女图鉴”，之后被时尚杂志《Nicola》签下成为其专属模特，之后以模特身份活跃。

13岁出演个人首部电视剧《考试之神》正式以演员身份进军影视界，凭借自身努力以及过人的天赋条件，仅4年时间，她就成为炙手可热的人气演员，17岁出演园子温导演的电影《庸才》获威尼斯电影节及日本电影学院奖两项新人奖。此后她凭借众多优秀作品，如《人间失格》《我的男人》等屡次提名日本电影学院奖。

二阶堂富美通过学习积累，逐渐形成自己独树一帜的表演风格，可塑性极大，从阳光清纯的女学生到迷幻颓废的问题少女再到为爱疯狂的年轻寡妇，她身上自带的“色”气，让人情不自禁浮想联翩。