中学2年の時に福岡の天神で母親と買い物しているときにスカウトされ、地元企業の広告に出演。高校は福岡女学院高校に進学したが、2年次在学中に本格的芸能界デビューが決まって上京し、東京の文化学院高等部英語科に編入した。コンテストグランプリ受賞後は少しの間だけ「青柳 真理子」（あおやぎ まりこ）という芸名を使っていたがすぐに本名の「牧瀬里穂」に戻し芸能活動を開始した。
映画デビュー作となった相米慎二監督の『東京上空いらっしゃいませ』（1990年）、市川準監督の『つぐみ』（1990年）で毎日映画コンクール新人賞など各映画賞の新人賞を総なめにした。1991年（平成3年）10月には『MIRACLE LOVE』（竹内まりや作詞・作曲）で歌手デビューし、同年12月には『バルセロナ物語』で初舞台と活躍の場を広げる。また、清純派のイメージでCMにも多数出演。一時期CM契約本数は10社以上までに上った。
2002年（平成14年）にカナダとニュージーランドに短期留学をした。2007年（平成15年）には自身のアロマブランド『re-re』を発表した。
2004年（平成16年）5月に共通の知人から紹介を受けてNIGOと知り合い、4年間の交際ののち2008年（平成20年）12月16日に結婚を発表した。
趣味は読書、歌舞伎鑑賞。特技は日本舞踊・クラシックバレエ。

* 1991年 『幕末純情伝』（松竹）監督薬師寺光幸
* 1992年 『遠き落日』（松竹）監督神山征二郎
* 1994年 『四姉妹物語』（東宝）監督本多昌弘
* 1995年 『男はつらいよ 拝啓車寅次郎様』（松竹）監督山田洋次
* 1996年 『宮沢賢治-その愛-』（松竹）監督神山征二郎
* 1997年 『ドリーム・スタジアム』（東映）監督大森一樹
* 1998年 『卓球温泉』（東宝）監督山川元
* 2000年 『顔』（松竹）監督阪本順治
* 2000年 『ちんちろまい』（ソニー・ピクチャーズ・エンタテインメント）監督大森一樹
* 2001年 『ターン』（アスミック・エース）監督平山秀幸
* 2003年 『星に願いを。』（バサラピクチャーズ） 監督富樫森
* 2003年 『花』（ザナドゥー）監督西谷真一
* 2003年 『ヴァイブレータ』（シネカノン）特別出演 監督廣木隆一
* 2004年 『ジャンプ』（シネカノン）監督竹下昌男
* 2004年 『娘道成寺～蛇炎の恋』（松竹）監督高山由紀子
* 2005年 『HINOKIO』（松竹）監督秋山貴彦
声の出演
* 1995年 『クルタ』クルタの声で出演
* 2003年 『ポケットモンスターアドバンスジェネレーション 七夜の願い星ジラーチ』（東宝）ダイアンの声で特別出演
テレビ
連続ドラマ
* 1990年 『トップスチュワーデス物語』（TBS）
* 1990年 『東京湾ブルース』（テレビ朝日）
* 1992年 『二十歳の約束』（フジテレビ）
* 1994年 『新・西遊記』（日本テレビ）
* 1995年 『新婚なり!』（TBS）
* 1997年 『はみだし刑事情熱系』第1シリーズ 第22話「広域殺人! 記憶喪失の女」（テレビ朝日）
* 1997年 『新・半七捕物帳』（NHK）
* 1998年 『太陽がいっぱい』（フジテレビ）
* 2001年 NHK大河ドラマ『北条時宗』 （NHK）
* 2004年 『サラリーマン金太郎4』（TBS）
* 2004年 『一番大切な人は誰ですか?』（日本テレビ）
* 2005年 『汚れた舌』（TBS）
* 2005年 『笑う三人姉妹』（NHK）
* 2006年 『ですよねぇ。』（TBS）
* 2006年 NHK土曜ドラマ『人生はフルコース』 （NHK）
* 2007年 木曜時代劇『柳生十兵衛七番勝負 最後の闘い』（NHK総合）
* 2009年 『再生の町』（NHK）
単発ドラマ
* 1990年 金曜エンターテイメント横溝正史シリーズ第1弾『獄門島』（フジテレビ）
* 1991年 オムニバスドラマ『バレンタインに何かがおきる』（TBS）内第1話「先生が好きなんです。」主演
* 1991年 『秋桜 - cosmos - 』（NHK）主演
* 1991年 金曜エンターテイメント横溝正史シリーズ第2弾『悪霊島』（フジテレビ）
* 1991年 金曜エンターテイメント『聖夜に抱きしめて』（フジテレビ）特別出演
* 1992年 金曜エンターテイメント横溝正史シリーズ第3弾『本陣殺人事件』（フジテレビ）
* 1993年 金曜エンターテイメント横溝正史シリーズ第4弾『悪魔の手毬歌』（フジテレビ）
* 1993年 『サクラサク!おかあさんは女子大生』（TBS）主演
* 1994年 金曜エンターテイメント横溝正史シリーズ第5弾『犬神家の一族』（フジテレビ）
* 1997年 『裸の大将放浪記』最終回（フジテレビ）主演
* 1997年 『ヒロイン達の反乱』（WOWOW）主演
* 1998年 NHKドラマスペシャル『点と線を追え!』（NHK）
* 1999年 月曜ミステリー劇場『前世の女』（TBS） 主演
* 1999年 NHKドラマの花束（NHK） 主演
* 2000年 山田太一ドラマスペシャル『小さな駅で降りる』（テレビ東京）主演
* 2001年 女と愛とミステリー『森繁久彌サスペンス 小池真理子の「鍵老人」』（テレビ東京）
* 2002年 女と愛とミステリー松本清張没後10年特別企画『たづたづし』（テレビ東京）主演
* 2002年 火曜サスペンス劇場『十二月の花嫁』（日本テレビ）主演
* 2003年 新世紀ワイド時代劇『忠臣蔵～決断の時』（テレビ東京）
* 2003年 TBSスペシャルドラマ『女子刑務所東三号棟4』（TBS）
* 2003年 金曜エンターテイメント『山村美紗サスペンス 都おどり殺人事件』（フジテレビ）主演
* 2004年 金曜エンターテイメント『山村美紗サスペンス 京都京踊り殺人事件』（フジテレビ）主演
* 2006年 金曜プレステージ『松本喜三郎一家物語 ～おじいさんの台所～』（フジテレビ）
* 2007年 ドラマW『黒い春』（WOWOW）
* 2008年 金曜プレステージ『山村美紗十三回忌追悼新祇園芸妓シリーズ3 京都花嫁衣装殺人事件』（フジテレビ）主演
司会
* 1993年・1994年 『日本レコード大賞』（TBS）
* 1994年 『24時間テレビ 「愛は地球を救う」』チャリティーパーソナリティー（日本テレビ）
* 1999年 NHK-BS10周年記念『今日は?曜日』 （NHK-BS）
* 2005年 歌謡チャリティーコンサート（NHK）
ナビゲーター
* BSジャパン開局10周年記念番組　オペラ座は生きている　～世界が喝采！　伝説の劇場のすべて～　2010年4月24日　（BSジャパン）　
ナレーション
* 『世界ふれあい街歩き』（NHKデジタル衛星ハイビジョン）ナレーション
**「ウェリントン～ニュージーランド～」4月24日　
**「ブリュッセル～ベルギー～」6月26日
* 2008年12月13日 『ドキュメントにっぽんの現場-「アサギマダラの“心”に迫れ」』　ナレーション
* 2009年1月16日 『熱中時間 忙中"趣味"あり』熱中ドキュメント「オメガ熱中人」ナレーション
その他のテレビ出演
* 『いまから出直し英語塾』（NHK教育テレビ）
*さんまのまんま（関西テレビ、1990年10月8日、1993年11月15日、2000年5月9日）
* 1991年7月23日・2001年10月1日 『徹子の部屋』（テレビ朝日）ゲスト
* 春は超仰天（秘）美女祭り　世界まる見え! テレビ特捜部!!　究極の特別版（1994年4月4日、日本テレビ）
* 2002年～2004年特番 『ナイナイの夢と笑いが丸い地球を救うのだ!!』（日本テレビ）
* 2004年7月 - 2007年6月末 『恋する映画』（シネマ）（読売テレビ）大阪のみ
* 2007年1月1日 『ビートたけしのお笑いウルトラクイズ』（日本テレビ）第20回大会スタジオゲスト
* 『ためしてガッテン』（NHK総合）山瀬まみの代役として出演した経緯あり
* 『世界ウルルン滞在記』（毎日放送・TBS系）不定期パネラー
* 2009年7月7日 『チュー'sDAYコミックス 侍チュート!』（毎日放送・TBS系）
CM
* 1989年 - 1990年 武田薬品工業 ハイシーL
* 1989年 東海旅客鉄道 JR東海クリスマス・エクスプレス'89
* 1990年 - 1996年 江崎グリコ ポッキー、パナップ、ポッキー四姉妹CM
* 1990年 - 1994年 資生堂 エクストラスムース、レシェンテ
* 1990年 - 1994年 三菱電機 VHSビデオデッキ、ムービー、テレビ
* 1991年 東レ コンタクトレンズブレスオーハード
* 1991年 角川書店 角川文庫
* 1991年 - 1995年 味の素 コーン油、コンソメ
* 1991年 NTT NTTエコノミーアワーズ
* 1991年 - 1998年 郵便貯金 郵貯、スーパーMMC
* 1993年 - 1995年 本田技研工業 トゥデイ
* 1993年 キリンビール ラガービール
* 1995年 サッポロビール 北海道生ビール
* 1996年 日産自動車 スカイライン R33後期型
* 1997年 ライオン ソフトINワンシャンプー
* 1997年 エースコック ラメンチェ
* 1998年 サークルK （現サークルKサンクス） 花火編
ラジオ
* 1991年 - 1996年 『牧瀬里穂・素直になりたい』 （ニッポン放送）
ゲームソフト
* 1993年 PCエンジンCD-ROM?用ソフト『天外魔境 風雲カブキ伝』阿国の声で出演
Webドラマ
* 秋元康原作の連続短編物語がWebドラマとして2006年1月31日まで無料配信された。
演劇
* 1991年 スパニッシュミュージカル『バルセロナ物語』日生劇場（大阪フェスティバルホール）
* 1992年 『飛龍伝92』 作・演出つかこうへい （※銀座セゾン劇場） ※現在はル・テアトル銀座
* 1996年 音楽劇『狸御殿』 演出宮本亜門 共演市川染五郎（新橋演舞場）
* 1996年 『晩菊』 原作林芙美子 共演杉村春子（芸術座）
* 1997年 『カルメンと呼ばれた女』 作横内謙介 演出蜷川幸雄（帝国劇場）
* 1998年 NODA・MAP番外公演『Right Eye』 作・演出野田秀樹
* 1999年 ジャパニーズポップスグラフィティ『上を向いて歩こう』 作・演出高平哲郎（新橋演舞場）
* 1999年 京都南座錦秋特別公演『乱舞』 原作有吉佐和子 演出山田孝行（京都南座）
* 2000年 ABC50周年記念ミュージカル 『火の鳥』（松竹座） 演出マキノノゾミ
* 2001年 東宝制作舞台『ロミオとジュリエット』（福岡博多座）
* 2002年 TBS制作『エジソン郡の橋～天才発明家裏電説～』 演出遠藤環（シアターVアカサカ）
* 2003年 Bunkamura『桜の園』 原作アントン・チェーホフ 演出蜷川幸雄（シアターコクーン）
* 2004年 松竹製作『ふるあめりかに袖はぬらさじ』 演出坂東玉三郎 （大阪松竹座 新橋演舞場）
* 2005年 明治座新春公演『コシノものがたり』 脚本・演出元生茂
* 2006年 『恋愛戯曲』 作・演出鴻上尚史 （池袋サンシャイン劇場）
* 2007年 TEPCO 1万人コンサート17th「真説・山椒大夫『黄金の刻』～愛と永遠の絆～」（日本武道館）
* 2007年 能楽劇「『夜叉ヶ池』～能・狂言と演劇との出会い～」
音楽
かつては歌手活動を行っていたが、1995年を最後に歌手活動を休止している。2008年2月7日放映のNHK総合『きよしとこの夜』にピーターと共にゲスト出演。この番組は音楽番組という性質上、出演当時には歌手活動を休止している俳優でもかつての持ち歌や好きな歌などを歌うことが多いが、牧瀬は特技の日本舞踊を披露したものの、一切歌わない異例の出演となった。
シングル
# 『Miracle Love』（1991年10月30日発売）　作詞・作曲：竹内まりや／編曲：小林武史　
#:（c/w）　あいたい気持ち I dream you　作詞・作曲大貫妙子／編曲：中村哲
# 『ささげたい、あなたに…』　（1992年5月8日発売）「三菱電機 ムービー･ビデオCMイメージソング」作詞・作曲：上田知華／編曲：武部聡志
#:（c/w）　心が眠る海 ～Heart in blue～　作詞：吉元由美／作曲：沢近泰輔／編曲：山川恵津子
# 『涙のパラシュート』　（1993年6月18日発売）　作詞：秋元康／作曲・編曲：後藤次利／コーラスアレンジ：田原音彦
#:（c/w）　偶然のオペラ　作詞：秋元康／作曲：松田博幸／編曲：小林信吾
# 『遅いサンタクロース』　（1993年11月19日発売）「郵便貯金イメージソング」作詞：秋元康／作曲・編曲：後藤次利
#:（c/w）　思い出は笑いましょう　作詞：秋元康／作曲：西村由紀江／編曲：武部聡志
# 『誰にも明日はやって来る』　（1995年3月1日発売）　映画｢クルタ｣主題歌　'95ゆうちょフレッシャーズキャンペーンCMソング　
アルバム
* 1993年 『PS. Riho』
* 2002年 『My これ!クション 牧瀬里穂 BEST』
写真集
* 1991年 『牧瀬里穂ファースト写真集』（角川書店）
* 1993年 『RIHO MAKISE PHOTOGRAPHS』（集英社）
* 2000年 『epoch』（新潮社）
著作
* 『廻り道、通り道、マキセ道 ～人生リセットプチ留学～』（幻冬舎 ISBN 4344004930）2002年
* 『ふつうはとくべつ』（KKベストセラーズ ISBN 9784584133156）2011年5月25日発売

* 1992年 日本アカデミー賞 優秀助演女優賞。
* 1993年 日本ジュエリーベストドレッサー賞。
* 2002年 毎日映画コンクール主演女優賞。
『CM NOW』（玄光社）が毎年開催する「読者が選ぶCM大賞」で、1990年・1991年・1994年にCM大賞1位を獲得した。