生い立ちと子役時代
平成4〜
千葉県山武市に生まれる
本名・八武崎碧（やぶさき あおい）。子供の頃、鏡の中の自分と喋るクセがあり、家族はそれを個性として見守っていたという。
CMオーディションに落選するも、会場で子役劇団にスカウトされ芸能界へ
家族の勧めでCMオーディションに応募したが落選。しかし会場で子役劇団のスカウトを受けて芸能事務所に所属し、「褒めてもらえるのが嬉しくてしょうがなかった」と芝居の楽しさに没頭していく。以後、子役として映画やテレビドラマに出演した。
フジテレビ系『やっぱりさんま大先生』にレギュラー出演
後継番組『あっぱれさんま大先生』にも出演し、2002年まで子役タレントとしてバラエティ番組に定期出演した。
小学5年生でアニメ『キノの旅』サクラ役に代役出演、声優の仕事に出会う
当時子役は休業中だったが、本来オーディションを受ける予定だった人物が風邪で欠席したため代役で参加。これがきっかけで声優という仕事を気に入り、以後の声優転身につながる原体験となった。
セントラル子供劇団を退団、進路に悩む
高校入試を控えていた時期に祖父を亡くすなど家中が慌ただしく、自分の存在価値さえ疑い一時は芸能界引退も考えた。だがブログに寄せられた「辞めないで」という声に励まされて思いとどまり、高校入学を機に「自分で選んで、自分で決めて」新たな事務所への移籍を決意する。
声優への転身とブレイク
平成19〜
Breathに所属し「悠木碧」に改名
高校入学を機に自らの意思で事務所を移り、芸名を八武崎碧から悠木碧に改める。ここから本格的に声優としてのキャリアを歩み始める。
本人声優は、姿かたちに一切とらわれない。マイク前だけは顔出しの役者以上に別の人になれる。それがすごく自由で。実力さえあれば何にだってなれるんだと思ったら、なんだかすごく、燃えましたね！
『紅』の九鳳院紫役で初のヒロインを演じ、プロ・フィットへ移籍
4月放送開始の『紅 kure-nai』で九鳳院紫役として初めてヒロインを演じ、同年8月には声優色の強いプロ・フィットへ移籍。以降は声優としての活動が中心となっていく。
『あにゃまる探偵 キルミンずぅ』『夢色パティシエール』で初主演
御子神リコ役、天野いちご役の2作で初めて主人公を演じ、主演声優としてのキャリアを本格化させる。
— 『魔法少女まどか☆マギカ』鹿目まどか役で一躍脚光を浴びる
可憐な少女が過酷な運命に立ち向かう鹿目まどか役が話題を呼び、同年10月のニュータイプアニメアワード2011で主演女優賞を受賞。声優としての名を全国区に広め、以後のキャリアを決定づける代表作となった。
世間アニメ内でまどかが描いたイラストも担当した。
第6回声優アワードで歴代最年少19歳の主演女優賞受賞
3月2日発表の第6回声優アワードで、それまでの最年少記録を更新する19歳で主演女優賞を受賞。同年の日刊スポーツ第1回日刊アニメグランプリでもMIP女性声優賞に選ばれた。
20歳の誕生日翌日に本人名義のミニアルバムを発売
3月28日、自身の20歳の誕生日（3月27日）翌日に合わせてFlyingDogより歌手としてのミニアルバムをリリースした。
竹達彩奈とユニット「petit milady」結成
3月21日にユニットを結成し、5月15日にCDデビュー。以後、声優活動と並行して音楽ユニットとしても活動を続けることになる。
『やはり俺の青春ラブコメはまちがっている。』比企谷小町役に起用
以後2020年までシリーズ3期にわたり演じることになる看板作の一つ。同年は『革命機ヴァルヴレイヴ』連坊小路アキラ役でも注目を集めた。
活躍の拡大
平成27〜
『妖怪ウォッチ』未空イナホ役で社会現象作品に出演
小中学生を中心に大ブームとなったアニメの新主人公・未空イナホ役に起用され、セカンドシーズンより出演。声優としての知名度を子供世代にも広げた。
『幼女戦記』ターニャ・デグレチャフ役に抜擢
幼女の姿でありながら冷徹な軍人という難役を演じ切り、演技の幅広さが高く評価される。2019年公開の劇場版でも同役を演じ、2026年には第2期『幼女戦記II』の放送も決定した、息の長い代表シリーズとなった。
ソロアーティストとしての活動を一時休止
公式ファンクラブも6月末で解散したが、同年7月には日本コロムビアより同年秋の活動再開が発表された。
薬師・猫猫、そして現在
令和2〜
『ヒーリングっど♥プリキュア』花寺のどか/キュアグレース役で主演
プリキュアシリーズの主人公を演じ、長年のファン層に加えて幅広い年齢層に知られる存在となる。
コロナ禍の自宅待機の子供たちに向け「#せいゆうろうどくかい」を開始
新型コロナウイルスの感染拡大防止で自宅待機する親子に向け、青空文庫の絵本や児童書をSoundCloudで朗読する企画を自ら発案。ファンや同業声優からも共感の声が広がった。
青二プロダクションへ移籍
所属先のプロ・フィットが同年3月末でマネジメント業務を終了することに伴い、1月1日付で青二プロダクションへ移籍した。
芸能生活20周年を機に音楽活動を再始動、初のエッセイ集も刊行
9月22日、音楽活動の再開と芸能生活20周年を発表。あわせてDiscordに公式コミュニティ「妖精夜行」を開設し、ファンとの新たな交流の場を設けた。9月21日には自身初となるエッセイ集『悠木碧のつくりかた』を刊行した。
— 『薬屋のひとりごと』猫猫役で新たな代表作に
毒見役から後宮の謎を解く薬師・猫猫を演じ、したたかで聡明なヒロイン像が高く評価される。2シリーズにわたり演じ続け、2025年のクランチロール・アニメアワードでの受賞につながる新たな代表作となった。
本人『薬屋のひとりごと』との出会いは、元々ドラマCDで猫猫役としてキャスティングをしていただいたのがきっかけでした。
クランチロール・アニメアワード2025で最優秀声優賞（日本語）を受賞
『薬屋のひとりごと』猫猫役の演技が国際的にも評価され、最優秀声優賞（日本語）部門を受賞した。
劇場版『まどか☆マギカ』新作に出演、『幼女戦記II』などレギュラーも継続
8月28日公開の劇場版『魔法少女まどか☆マギカ〈ワルプルギスの廻天〉』で15年来の当たり役・鹿目まどかを演じる。同作は総集編ではなく、2013年公開の劇場版『叛逆の物語』のその後を描く完全新作。『幼女戦記II』のターニャ役なども含め、複数シリーズのレギュラーを継続中。
