元ヤンキーであることはテレビ番組などで自ら公言しており、中学時代には副番長を務めていた。1対1、いわゆる「タイマン」でトーナメントを勝ち上がり、優勝すると番長になれるというローカルルールのもとで番長決定戦が行われたが、本人は決勝で負けたために副番長となった（詳しくは後述）。試合は葛飾区立水元中央公園（「タイマン公園」と呼んでいた）で行われ、制する審判員役もいたという。また、2008年3月31日の同番組でも特技は「タイマン」と発言していた。そして、2008年12月7日放送『サンデージャポン（TBS系）』の神田うのデザインのドレスのモデルを勤めた際、スタッフから、「今までの人生で一番熱くなったことは?」と質問されたのに対しても「中学校のときの『タイマン』」と発言している。
2006年に渋谷でスカウトされ、現在の芸能事務所に所属し、翌2007年、三愛水着イメージガールに抜擢。スポンサーモデルを勤める傍ら、グラビア方面でも活動するようになる。また体育会系ノリの潔いおバカタレントとしてバラエティ番組に取り上げられるようになった。とくに、後述する『クイズ!ヘキサゴンII』で常連解答者となり知名度を上げる。
2008年から集英社のファッション雑誌『PINKY』における3か月間の実習モデルを経て5月号をもって専属モデルになる。同年5月から『ハチワンダイバー』で女優デビューした。その後も、連続ドラマでレギュラー・ゲスト出演したり、単発ドラマにも出演したりする。『PINKY』は2009年12月に休刊（廃刊）となったが、その後同じ毎月23日発売の『ViVi』（講談社）で2010年5月号から専属モデルを務めている。

2008年に入り、『PINKY』との専属モデル契約や女優デビューをしたことで、デビュー当初の潔い姿勢や喧嘩っ早いイメージを見せ難くなっていると告白している。また、「PINKY」絡みでは紳助との共演の際には「（載ってるの）ヤンキー?」と質問されると、「PINKY!」と返すのが定番となっている。また、「チョリース」（もしくは「チョリッス」）という言葉をさまざまな番組で使用しており、「チョリース」はギャルなど若者の間で流行し、2008年新語・流行語大賞にノミネートされた。
2009年のバレンタインデーでの「逆チョコ」について「女の子にとって重要な出来事なので（逆チョコを）貰うのは絶対に嫌だ」とコメントしていた。
矢沢永吉に会い、矢沢と同じ成り上がりであることを伝えることが夢だと言う。女性アーティストでは「安室奈美恵が憧れ」と語っている。
2009年5月に『クイズ!ヘキサゴンII』で共演している藤本敏史との交際が報道され、同年6月7日放送の『お笑いワイドショー マルコポロリ!』内で藤本は木下と交際していることを明言した。後に、木下も交際を認めている。
その後、約1年半の交際を経て、2010年8月28日に婚姻届を提出。挙式は、同年12月5日に東京ディズニーリゾート内にあるホテルで、芸能関係者は一切招待せずに家族や親族ら身内のみで行われた。披露宴は2011年2月20日に行われ、木下サイドからモデル&アイドル仲間、藤本サイドから吉本の芸人仲間、さらに2人を結びつけた島田紳助をはじめとするヘキサゴンファミリーが参加した。
姉が2人いる。2009年6月8日放送の『SMAP×SMAP』（関西テレビ・フジテレビ系）の看板コーナー・「BISTRO SMAP」に三姉妹揃って出演した。

解答ボタンを乱暴に叩きがちなのが特徴で、司会の島田紳助に怒られたこともある。このほかクイズ以外でも珍行動が多い。
同じ「おバカキャラ」の里田、スザンヌとともにユニットを結成し夏のキャンペーンソング「恋のヘキサゴン」を歌い、2007年9月12日放送分でユニット名が「Pabo」と発表され、同年9月26日にシングルが発売された。その後につるの、上地、野久保のユニット「羞恥心」と合体し「アラジン」として2008年7月30日に「陽は、また昇る」が発売された。その後2008年9月17日放送で「天下無敵の一発屋2008」を発表（Paboはコーラスとして参加）、2008年10月8日放送でPaboとしての2曲目である「グリーンフラッシュ伝説」を発表した。2009年7月25日放送分で木下をメインとした曲「恋をしようよ（放送当時はタイトルは未定だった）」が2枚目のヘキサゴンアルバムに収録されることが決定した。
2007年4月18日放送分の「予選ペーパーテスト」では若槻に負けて最下位となり若槻に負けた唯一の人物となるが、2007年11月28日放送分では20点、12位と自己最高点を記録し初の中位入りを果たした。2008年5月21日放送分では最下位となり、以後上地や里田、misonoなどと最下位争いの常連となる。
2008年10月4日に行われた「ヘキサゴンファミリーコンサート『クイズ!ヘキサゴンII ヒットパレード』」のソロ曲では憧れの安室の「Don't wanna cry」を歌い、2008年10月23日放送分の『5LDK』でその時の舞台裏の様子などが一部放送された。
2008年から2009年までは自身が出演していた『みんなのウマ倶楽部』と収録日が被っている日があったため、他の「おバカ6人組」のメンバーより出演数は少なかった。
その他の番組でのエピソード
* スザンヌ、ギャル曽根、青山テルマ、佐々木希とは、自他ともに認める親友。その他にも『ヘキサゴンファミリー』やドラマ『ハチワンダイバー』の共演者達とも仲が良い。また加藤ミリヤ、Perfumeなど、2008年話題となった有名な歌手とも仲が良い。アンガールズも友達だと公言している。
* 素人時代（当時15歳）には『SMAP×SMAP』内の「ヒーコのファッションチェック」に出演したこともある。
* 2007年1月に、関西テレビの『脳内活性!クイズファクトリー』の新春スペシャルに出演し「アホカワクイーン」に輝いている。
* 普通自動車第一種運転免許の学科試験を26回受け、かつすべて落ちていたことを、2007年5月11日放送の『Goro's Bar』でコメントした。この不合格回数はその教習所の過去最高記録と言われている。さらに『Ameba番長』『ダウンタウンDX』等複数の番組で、その後、教習期限を過ぎてしまい、結局仮免も取れずに終わってしまったと発言した。2008年7月31日の『とんねるずのみなさんのおかげでした』では「矢沢永吉に会う夢の次の夢」ととして、免許取得への熱望を語った。
* 2007年11月13日放送の『『ぷっ』すま』の「ぶっつけ本番!ハイスクール」で珠算（1桁の数の計算）を、そろばんの位を無視して珠を1つ1つはじきながら計算。どういうわけか正解し、「そろばん史上の革命」と言われた。
* 2007年12月22日放送の『さんま&SMAP!美女と野獣のクリスマススペシャル』の「ムカツク女」というお題に対し、効果音をつける女について「見たら殴りたくなる」などと発言。また、西川史子の「ムカツク女」でおバカブームで人気になった女性タレントとして宮崎宣子、里田まいと共に名前を挙げられ、「バカは努力しないでテレビに出られる」と罵られたことに対し反論、西川の顔を中の下と評した。また、里田の「ムカツク女」を耳打ちで聞く際、何故か耳ではなく口を向けて明石家さんまに注意されたが全く話を理解出来ておらず、木村拓哉に「時間を返せ!」と激怒された。なお、木村とは後にドラマ『MR.BRAIN』で共演することとなる。
* 2008年6月8日に、中央競馬重賞競走「安田記念」のファンファーレ演奏に駒澤大学吹奏楽部とともにゲスト参加した。また、翌年の2009年6月7日の同レースでもファンファーレ演奏に参加した（前年はトロンボーン、翌年はスネアドラム）。
* 2008年12月7日の『ポケモン☆サンデー』では、有名人ポケモンだいすきクラブコーナー内で出演し、自身が小学生のときにポケモンがブームであり、自分も好きであったことを話した。そして「ポケモンいえるかな?」を途中まで歌い（オニドリルをオニコイルと間違えた）、カラオケでめざせポケモンマスターを歌うこともあるとも話した。また、みんなのポケモン牧場にも、当時好きだったニャースを連れ、Miiとして期間限定で登場した。
学生時代のエピソードなど
* 中学校1年の試験で、面倒くさいという理由で優樹菜という名前をすべて平仮名で書いたらすべて0点になってしまった。
* 上述の通り、中学2年生の時に第5期モーニング娘。のオーディションを受けた。きっかけは、同学年の喋ったこともない男子に「オーディションに行って下さい」と言われたことで、その場では断ったがヤンキー仲間からも勧められたので受けたという。ちなみにこの頃木下は家出中であった。最終審査の9人に残り、その時一緒だった高橋愛とはオーディション後も友達付き合いをしている。2008年12月21日放送のサンデージャポンのインタビューで、ミニモニ。のファンである事を発表した。
* 高校生の頃、家で寝ていると宇宙人が現れ、その宇宙人が乗ってきたUFOに乗り火星の宇宙人の住家に連れて行かれ、「人間が原因で地球の環境が悪化しているので何とかしてほしい」と頼まれ、気が付くと家にいたことがあると語っている。なお、この話を姉に話したところ、背中に宇宙人の手の跡らしきものがあったため、「その話、マジっぽくね?」と返されたという。このエピソードは2007年9月28日放送の『ライオンのごきげんよう』や、2008年1月3日放送の『ダウンタウンDX』スペシャルで披露した。共演者らは「なぜそのような重要な問題を、政治家でなくお前に話したんだろうね?」「（この話を信じた）お前の姉ちゃんも凄いな」と呆れていた。
* 『女猿』のオーディションで最終選考まで進出しながら落選したことを2007年10月25日放送分の『うたばん』（TBS系）で明かし、司会を務めているとんねるずの石橋貴明に「お久しぶりです」と挨拶をした。その後の2008年7月31日放送の『とんねるずのみなさんのおかげでした』での「食わず嫌い」では当時のオーディションの映像とそのときに送った写真を石橋によって公開された。
* 上記のモーニング娘。オーディションを受けたときはすでに「魔鈍那鬼羅連」（マドンナキラレン）というヤンキーチームで副番長をやっていた。副番長になったのは、「タイマン公園」でタイマントーナメントが行われ、決勝で股間を蹴られてやる気がなくなって負けたからであるとのこと。高校進学とともにヤンキーを脱し、お嬢様系になるも、付き合った彼氏の影響で結局はギャルに転身した。

イメージキャラクター
* 2007年八十二銀行インターネットバンキング
* 2011年東京都交通局ToKoPo
雑誌
* PINKY 専属モデル（2008年 - 2009年）
* ViVi 専属モデル（2010年 - ）
テレビ
レギュラー
* レコ☆Hits!（2009年1月14日 - 、日本テレビ系） - 司会（MC）
* G.I.ゴロー（2010年4月5日 - 、TBS系）
* 木下優樹菜の料理番組「ゆきなんち」<登龍門>（2009年6月8日、2010年2月22日、3月15日、フジテレビ系）
* 天才てれびくんMAX（ウキウキ木曜!司会者） - NHKでレギュラーを持つのはこの番組が初めて。
準レギュラー
* クイズ!ヘキサゴンII（2007年2月21日 - 、フジテレビ系） - 番組内では「準レギュラー」の概念はないが、便宜的に本欄で記載する。
* 痛快!明石家電視台（2008年5月5日 - 、MBSテレビ制作、TBS系） - 2回目の出演ではゲストとして出演。
過去の出演番組
* 世界バリバリ★バリュー（2007年3月14日 - 2008年3月19日、毎日放送制作、TBS系）
* ザ・クイズマンショー（2007年10月27日 - 2008年3月29日、テレビ朝日系）
* みんなのウマ倶楽部（2008年1月12日 - 2009年12月26日、フジテレビ系） - アシスタント
* 758LABEL ～NAGOYAカワイイ製作所～（2010年2月5日 - 2010年3月26日、中京テレビ）
* 太田光の私が総理大臣になったら…秘書田中。（日本テレビ系）
* 奇跡体験!アンビリバボー（2011年5月5日、フジテレビ） - ゲスト
ドラマ
* ハチワンダイバー（2008年5月3日 - 2008年7月19日、フジテレビ系）- 月島みさき役
* おせん（2008年5月27日、日本テレビ系）- カオリ役（第六話）
* お台場探偵羞恥心 ヘキサゴン殺人事件（2008年8月6日、フジテレビ系）- 本人役
* ほんとにあった怖い話 夏の特別編2008「着信履歴」（2008年8月26日、フジテレビ系） - 本人役
* MR.BRAIN（2009年5月23日 - 2009年7月11日、TBS系） - 清掃のお姉さん役
* こちら葛飾区亀有公園前派出所 （2009年8月15日、TBS系） - 地元のヤンキー役（第3話）
CM
* NINJA GAIDEN 2 （テクモ）
* きのこの山・たけのこの里・果汁グミ・ミルクチョコレート ・速攻型高吸収コラーゲン「アミノコラーゲン ボーテ」（明治製菓）
* GREE
* イオン
* ミニストップ
* ベネゼル
* クラシエ
* 「シック・イントゥイション」
* ピザハット
* 麒麟麦酒「のどごし<生>」（山口智充と共演 新人営業部員役）
PV
* HOME MADE 家族「YOU ～あなたがそばにいる幸せ～」（2009年）「ぬくもり」（2010年）
映画
* 20世紀少年（2008年）- 渋谷のギャルの1人 役
*劇場版ペンギンの問題 幸せの青い鳥でごペンなさい（2009年） - ユッキース 役（声優）
舞台
* ヘキサな二人（2008年2月17日）
インターネット
* Ameba番長 - レギュラーアシスタントで先輩の愛川ゆず季の代理を務める。
* 「木下優樹菜のジャパンカップへユッキーナ!」 ジャパンカップまでの期間中競馬の楽しみ方などをPRする。
* KOI☆AGE ～恋するアゲハ～（Bee TV）嬢月影聖羅 役で出演

* 木下優樹菜写真集『Yukina』（2007年8月25日、ワニブックス）ISBN 978-484704035-1
* 木下優樹菜写真集『ワカンナイ』（2008年3月7日、スコラマガジン）ISBN 978-4902307030
デジタル写真集
* 裸足のマーメイド（撮影：サトウテツオ、2010年4月23日、リバプール）
* 青空ガール（撮影：サトウテツオ、2010年5月28日、リバプール）
トレーディングカード
* プラチナム オフィシャル カードコレクション（2007年10月13日、さくら堂）
* プラチナム オフィシャル カードコレクション（2009年10月31日、さくら堂）