早年經曆
渡邊直美童年貧苦，初中畢業後沒有考上高中，就一邊在連鎖餐廳打零工攢錢，一邊籌劃進入日本搞笑藝人界吉本興業公司旗下的藝能學院。2006年，她不顧家人反對，成為吉本綜合藝能學院的第12期學員。
演藝經曆
2006年，渡邊直美在吉本綜合藝能學院學習期間，與同學ササキ結成搞笑組合“フレッシュライム”。2007年9月，“フレッシュライム”解散後，渡邊直美以搞笑藝人身份出道。2008年1月2日，渡邊直美參加關西電視台新春節目《新春大売出し!さんまのまんま》，因模仿美國歌手碧昂斯引起關注，随後成為富士台綜藝節目《笑笑又何妨》第14代“又何妨青年隊”成員，與鈴木凜組成“又何妨少女隊”。4月至6月，參演舞台劇《花坂荘の人々》系列。
2009年，執導搞笑短片《Patience》，參加2009年度沖繩國際電影節下屬活動“Yahoo!JAPAN藝人Nonverbal節”。9月30日，與齋藤くん組隊參加搞笑藝人比賽《世界キワモノ演芸2009》，進入半決賽。
2010年1月1日，參加東京台、大阪台系元旦直播節目《歌うお正月！6時間笑いっぱなし生伝說～ライブ・ザ・よしもと2010～》。從4月開始，成為ABC電視台的搞笑電視節目《全快はつらつコメディお笑いドクター24時!!》的常規成員，扮演花月綜合醫院的護士，8月，其主演的《アイツにメガトン》在神保町花月劇場公演。10月，加盟富士台搞笑綜藝節目《Picaru的定理》，在節目中的短劇單元扮演女高中生白鳥美麗。
2011年1月15日，其與多部未華子合作的NTV刑偵喜劇《小汪刑警》開播，她在劇中扮演熱血而又富于正義感的女警察青木琴美。自6月開始，參與富士台播出的綜藝節目《SATURDAY NIGHT LIVE JPN》。10月6日，參加富士台搞笑藝人競賽類節目《オモバカ》，進入準決賽。
2012年3月28日，其主演的情感類影片《SPOTLIGHT》在沖繩國際電影節上映，她扮演在老字号打工的廢柴女鴨下蘭。10月2日，第一次作為主持人參加娛樂新聞節目《ザ・プライムショー》，同月，成為關西台綜藝節目《頭脳回転ずしQ兵衛》的固定成員。11月23日，水田伸生執導、井上真央主演的喜劇片《八個拔河女》上映，渡邊直美在片中出演藤代美香。
2013年，自1月開始，加盟富士台針對女性觀衆的談話類綜藝節目《10匹のコブタちゃん〜ヤセガマンしないTV〜》。4月1日，堤幸彥執導的TBS深夜檔喜劇《永澤君》開播，渡邊直美在劇中扮演永澤的同學松島夢子。10月4日，其出演的動作劇《殺手女王蜂》首播，她扮演身材壯碩卻自稱“蘆葦”的女殺手tonsogu。
2014年1月9日，其出演的讀賣台深夜檔律政喜劇《撫慰金律師》開播，她在劇中扮演沉迷外國諜戰劇的調查員梅本胡桃。2月16日，香港愛情劇《愛情來的時候》播出“日本篇”，她在劇中扮演女主人公、百年老店的繼承人和田美子，與炎亞倫上演對手戲。5月，渡邊直美出道後首檔常駐綜藝節目《笑笑也無妨》迎來終局，她借這一契機，暫時中止了一切演藝活動，隻身渡美，開始為期三月的學習深造。
2015年1月至3月，主演的讀賣電視台深夜檔以介紹京都旅遊為主題的劇集《五星級旅行社》播出，她在劇中扮演旅行社觀光團隊的導遊高濑京香，這是她出道以來首次主演電視連續劇。11月7日，其主演的《五星級旅行社》的電影版上映。12月23日，動畫電影《櫻桃小丸子來自意大利的少年》上映，她在片中為巴西少女朱麗葉配音。同年，還出演了好友BENI的單曲《フォエバ》的音樂MV。
2016年，自4月開始，主持NHK音樂節目《NAOMIの部屋》，并加盟同台音樂節目《SHIBUYA NOTE》，擔任訪談環節MC。7月，擔任TBS電視台情感類綜藝節目《オタ戀》的MC。12月31日，參加NHK跨年演唱節目《紅白歌會》，負責後台訪問，還和PIKO太郎出現在二宮和也主持的中場秀中。同年，渡邊直美在紐約、洛杉矶、和中國台北舉辦了出道十周年世界巡演。憑借這一年在各領域中的表現，她當選VOGUE JAPAN2016年度女性。
2017年1月，與大杉漣一起成為日本台綜藝節目《ぐるぐるナインティナイン》固定嘉賓。2月，代替女演員清水富美加主持《SHIBUYA NOTE》。從4月開始擔任NHK的綜藝節目《土曜スタジオパーク》的主持人。
7月，主演的TBS電視台女性勵志劇集《神奈小姐》開播，她扮演樂觀積極的單身母親鈴木神奈，這也是其首度擔任黃金檔電視連續劇的主演，同時，她還與歌手AI共同為該劇演唱了主題歌。12月31日舉行的第68屆紅白歌會上，渡邊直美演唱了《神奈小姐》的主題歌《キラキラ》，并再次參加中場秀“紅白HALFTIM SHOW”環節。同年，在筱原涼子主演的日本版《陽光姐妹淘》中出演主人公的同學阿梅。
2018年3月16日，美國動畫片《尋夢環遊記》在日本上映，渡邊直美為片中的藝術家弗裡達·卡羅一角擔任日語配音。10月31日，與劇團一人、小泉孝太郎共同出演日本台不定期綜藝節目《なんでそんなに高いのか!?》。同年，參與美國電影《超大号美人》的日語版譯制工作，為主人公芮妮·班尼特配音。
個人生活
渡邊直美生于中國台灣，父親是日本人，母親是台灣人，家中還有一個姐姐。幼時父母便離異，由母親撫養，并在上小學前移居日本。
2014年2月，宣布創辦自己的時尚品牌：PUNYUS。
社會活動
2016年，渡邊直美應中國台灣“觀光局”之邀，擔任對日台灣觀光親善大使。
人物評價
渡邊直美是在以嚴苛殘酷著稱的日本娛樂圈頑強拼搏的女戰士，具有超強的舞台魅力和渾然天成的喜感，自出道以來發展勢頭迅猛，不但确立了獨特的表演風格，而且在多個領域都充分展現才能。
她身材圓滾滾，卻能歌善舞，性格積極向上、幽默自信、開朗大方又可愛，無論遇到什麼困難，都微笑面對，迎難而上；她真實坦誠、表裡如一，從不在意披露最真實的自己，渾身散發着健康的女人味。（新浪娛樂、《上海電視》、《新民晚報》綜合評價）她感染了許多女性網友，尤其為胖姑娘們帶來不少勇氣。（新京報評）
