*2001年、当時P&Gヘルスケアから発売されていた「クレアラシル」の3代目イメージガールに選ばれ芸能界デビュー。
*2002年、NHK月曜ドラマ『生存 愛する娘のために』で女優デビュー。
*2003年、NHK朝の連続テレビ小説『てるてる家族』のヒロインオーディションで次点となり、ドラマでは三女秋子役を演じる。
*2004年、主演した映画『スウィングガールズ』のヒットで広く知られるようになり、第28回（2004年度）日本アカデミー賞新人俳優賞を受賞した。
*2006年、月9ドラマ『のだめカンタービレ』の野田恵を演じて脚光を浴び、第51回（2006年10月期）ザテレビジョンドラマアカデミー賞主演女優賞を、また、2007年度エランドール賞 新人賞を受賞した。
*2007年5月23日、ドラマ『のだめカンタービレ』の劇中使用曲であった「おなら体操」でエピックレコードジャパンから歌手デビュー。
*2007年12月5日、小椋佳作詞作曲のシングル『じーじのえてがみ ～グランドファザーズ・レター～』を発売。
*2008年、木10ドラマ『ラスト・フレンズ』の岸本瑠可を演じて役の幅を広げ、第57回（2008年4月期）ザテレビジョンドラマアカデミー賞助演女優賞を、第12回「日刊スポーツ・ドラマグランプリ（GP）」の春ドラマ・助演女優賞、また、2008年ギャラクシー賞 6月度月間賞を受賞した。
*2010年、Twitterを通して出会った男女5人の青春群像ドラマ『素直になれなくて』（フジテレビ系、木曜22時）で瑛太と8度目の共演。
*2010年6月30日、自身が作詞作曲したシングル『えがおのはな』を発売。NHK『みんなのうた』の2010年6月・7月のオンエア楽曲。
*2011年、『江～姫たちの戦国～』の江役でNHK大河ドラマ初主演。

* 特技は陸上短距離である。中学時代は陸上部のエースとして活躍していた。
* 趣味は音楽鑑賞と料理。和食をよく作り、肉より魚が好物。
* 視力が低く、中学校からコンタクトレンズを愛用している。
* 女優を目指し始めたきっかけについて、初めはモデルか歌手に憧れていたが、母親の「芝居もできたらええのになあ」という言葉で女優を目指し始めた。と語っている。
* 普段は関西弁を使っているため、標準語を話す時は敬語が抜けたり時々会話が変になってしまう。
* 座右の銘は｢早く丸くなる必要はない」。
* 漫画『のだめカンタービレ』の原作者、二ノ宮知子と誕生日が同じ。
* 演技をする上で大切にしていることは、自分をよく見せようとしないこと。
* 女性として憧れる女性像は、人の悩みを解決できる人。「ああ、そんなの大丈夫よ！」って元気づけられる人。

*『てるてる家族』で共演した上原多香子によると「私もみんなから良く天然だといわれるんですけど、樹里ちゃんの方がすごい」という。普通に話していたら上野が真剣な顔で「ウン、ウン」としきりにうなずいていたので話を振ったら、それまでの会話を全く聞いていなかったという事がしょっちゅうだったらしい。また、秋子は原作ではマジメな優等生役だったのだが、製作者が上野を面白がって「行き詰まると突然マンボを踊り出す」役にしてしまったそうだ。
* バラエティ番組『めちゃ×2イケてるッ!』のコーナーの一つ「め安箱」にて、光浦靖子に、「ワサビ寿司を食べる前に『何か入ってる！』って言っちゃう子」という性格の分析をされている。
* 親交のある岸谷五朗は、上野に対して「違う動物かな？会話が最後まで成立しない！(笑)」と語っている。
*『ラスト・フレンズ』の撮影時、主題歌を歌う宇多田ヒカルが音楽番組収録で同じスタジオにいると聞き、楽屋を訪ねた。その際彼女に「ファンです！」と言って、アルバム『HEART STATION』の収録曲では「テイク5」が好きと答えた。宇多田曰く「頭上に花が1本生えているような印象」を受けたらしい。
女優として
* 以前は小さな事務所に所属していたために、『スウィングガールズ』まではほとんどの役をオーディションで得ていた。『てるてる家族』の最終オーディションでは、尻字（お尻で文字を書くこと）を実演した。｢特技って言われて、特になかったので、尻字でいいやって。"おもしろいことをしたほうがいいだろうな。でも、おもしろいことっていっても特にないな"って思って、"何でもいいや!"って、審査員の前で自分を捨てました(笑)」と語っている。
*『ジョゼと虎と魚たち』では17歳にして、ベッドシーンも含む22歳の大学生役を好演。
* 『スウィングガールズ』撮影中も演技が上手く行かず悔しくて泣いていた上野を、しばらくして監督が慰めようしたらゲラゲラ大笑いしていたという。また、主人公が鼻をほじるシーンで女性タレントとして超えていいラインなのか悩んだ上野は、所属事務所に電話確認をし「そんなにやりたいなら好きにしなさい」と言われる。その後監督に「君はアイドルになりたいの? 女優になりたいの?」と訊かれると、すかさず「コッチです！」と鼻の穴に指を突っ込んだ。同作品は音楽を演奏する役なのに、オーデションでは何故か光るピアノしか出来ない事を必死にアピールしその個性の強さが監督に気に入られた。
* 共演した俳優や監督からはよく"天才"と評される。『てるてる家族』で共演した岸谷五朗が上野の才能を見抜いて、岸谷と同じ事務所のアミューズに移籍させた。その際上野は「自分を育ててくれた今の事務所を裏切ることはできない」とアミューズへの移籍を拒否。そこでアミューズは上野1人のために上野の所属事務所ごと吸収合併という手段を採った。他のタレントも全員アミューズに移籍となり、その中の一人が吉高由里子である。
* 『虹の女神』では主人公の言動に納得が行かず、撮影を中断して監督や出演者とディスカッションした。プロデューサーの岩井俊二に自分の演技論を熱くぶつけたが、一蹴されたため泣き出してしまった。しかし岩井は上野の演技に対する熱意に一目置くようになった。
* 『奈緒子』では上野演じる奈緒子と共演者の三浦春馬演じる雄介とは二人の過去のいきさつから距離感のある役柄の設定であり、上野と三浦自身も当初は距離感があったというが、クランクインまでに仲良くなった上で、作品では距離感のある演技を表現できるように心がけたという。三浦は上野に対して、｢凄くお芝居を追及する方。僕が軽い気持ちで雄介(役名)のこの台詞どう思う？って聞いたら、凄く熱く真剣に考えて語ってくれて、僕は軽いノリでそんなに真剣に聞いたわけじゃなかったので、その時は凄くびっくりしました。自分の役だけじゃなくて他の人の役もしっかり考えてくれる人って、なかなかいないんじゃないかな。｣と語っている。
交友関係
* 女優の蒼井優、山口紗弥加とはプライベートで交友がある。
* 女優の水川あさみとの共演が多い（『のだめカンタービレ』『ラスト・フレンズ』『江～姫たちの戦国～』など）。水川とも交友がある。
* 俳優の瑛太と共演が多い（『サマータイムマシン・ブルース』『オレンジデイズ』『のだめカンタービレ』『ラスト・フレンズ』『素直になれなくて』など）。「樹里」、「瑛太」と呼び合っている。
* 『グーグーだって猫である』撮影時に小泉今日子から、森三中とともに撮影の合間の休憩時に一目散に食堂へ駆け込んでいく様子を見て森四中と呼ばれていた。会見で、森三中の村上知子から撮影の終盤に「もう会うこともないね」と言われショックで泣いた話を披露した。「何回も言われて、5回ぐらい泣いて、本当楽しかったんで……」と話しながら、また涙していた。
その他
* 『笑っていいとも!』では数々の強運を発揮している。『のだめカンタービレ』で出演した秋の特大号ではチームは優勝。最後のボーナスのテーブルクロス引きも成功し、賞金を上乗せした。各コーナーでのゲスト出演はあったが、「テレフォンショッキング」の出演は2009年の12月21日が初めて。恒例の100分の1アンケートで、「家族にオーケストラ団員がいる人」で見事タモリストラップを手に入れた。
* 『ハイビジョン特集 輝く女』（NHK BS hi）にて、2007年1月にイギリス訪問。農場でのホームステイを体験。ブリストルの大聖堂に涙し、愛読書『青空のむこう』の作者アレックス・シアラーに会いに行った。
* 『サマータイムマシン・ブルース』の撮影中、現場で漫画『のだめカンタービレ』が流行り、「のだめは樹里ちゃんだね」と言われていた（当時はテレビドラマ企画前）。監督の本広克行は自分に向かって走ってきてこけた上野を見て、「のだめがいる」と思ったと言う。
* 『エンジン』を撮影中に誕生日を迎えた上野に、共演していた木村拓哉と小雪から誕生日プレゼントに下着をプレゼントされた。

* スウィングガールズ（2004年9月11日公開、東宝） - 初主演・鈴木友子 役
* 亀は意外と速く泳ぐ（2005年7月2日公開、ウィルコ配給） - 主演・片倉スズメ 役
* 笑う大天使（2006年7月15日公開） - 主演・司城史緒 役
* サマータイムマシン・ブルース（2005年9月3日公開） - 柴田春華 役（ヒロイン）
* 出口のない海（2006年9月16日、松竹） - 鳴海美奈子 役（ヒロイン）
* 幸福のスイッチ（2006年10月14日） - 主演・稲田怜 役
* 虹の女神 Rainbow Song（2006年10月28日公開、東宝） - 佐藤あおい 役（ヒロイン）
* 7月24日通りのクリスマス（2006年11月3日、東宝） - 神林メグミ 役
* 奈緒子（2008年2月16日公開、日活） - 主演・篠宮奈緒子 役
* カンフーくん（2008年3月29日公開） - 回転寿司の店員 役
* グーグーだって猫である（2008年9月6日公開、製作：アスミック・エース） - ナオミ 役
* コドモのコドモ（2008年9月27日公開） - スナックのママ 役
* キラー・ヴァージンロード（2009年9月12日公開、東宝） - 主演・沼尻ひろ子 役
* のだめカンタービレ 最終楽章 前編（2009年12月19日公開、東宝） - 主演・野田恵 役
* のだめカンタービレ 最終楽章 後編（2010年4月17日公開、東宝） - 主演・野田恵 役
吹き替え
* ラストコンサート（2004年発売のDVD版） - 主演・ステラ役
* リトル・レッド レシピ泥棒は誰だ!?（2007年10月6日公開） - 主演・レッド役
テレビドラマ
* 生存 愛する娘のために（2002年2月11日～3月4日、NHK） - 武田佐和子 役
* お義母さんといっしょ（2003年1月7日～3月11日、フジテレビ） - 松井香織 役
* てるてる家族（2003年9月29日～2004年3月27日、NHK） - 岩田秋子（三女） 役
* ほんとにあった怖い話「行きずりの紊乱者」（2004年3月6日、フジテレビ） - 主演・内山絵理 役
* オレンジデイズ（2004年4月11日～6月20日、TBS、日曜劇場） - 桐島あゆみ 役
* ドラマスペシャル さよなら、小津先生（2004年11月26日、フジテレビ） - 小山サヤカ 役
* やがて来る日のために（2005年5月6日、フジテレビ、山田太一ドラマスペシャル、金曜エンタテイメント） - 秋月恵美 役
* エンジン（2005年4月18日～6月27日、フジテレビ） - 星野美冴 役
* 金田一少年の事件簿 吸血鬼伝説殺人事件（2005年9月24日、日本テレビ） - 七瀬美雪 役（ヒロイン）
* 翼の折れた天使たち「第四夜　スロット」（2006年3月2日、フジテレビ） - 主演・下条涼子 役
* 僕たちの戦争（2006年9月17日、TBS） - 鴨志田ミナミ 役（ヒロイン）
* のだめカンタービレ（2006年10月16日～12月25日、フジテレビ、【W主演：玉木宏】） - 主演・野田恵 役
** のだめカンタービレ 新春スペシャル in ヨーロッパ（2008年1月4・5日）
* 冗談じゃない!（2007年4月15日～6月24日、TBS、日曜劇場） - 高村絵恋 役（ヒロイン）
* まるまるちびまる子ちゃん 20年後の同窓会SP（2007年7月12日、フジテレビ） - 大人になったまる子 役
** まるまるちびまる子ちゃん 最終回ドラマSP「南の島で大ピンチ」（2008年2月28日、フジテレビ） - 20歳のまる子 役
* ロス:タイム:ライフ「第四節　看護師編」（2008年、フジテレビ） - 主演・松永由紀子 役
* ラスト・フレンズ（2008年4月10日～6月19日、フジテレビ） - 岸本瑠可 役
* 上野樹里と5つの鞄（2009年9月、WOWOW）
** 第一話　ギターケースの女 - 主演・ウエノ 役
** 第二話　HOPE - 主演・美由紀 役
** 第三話　となりのとなりのあきら - 主演・美鈴 役
** 第四話　旅のあいだ - 主演・上野樹里 役
** 第五話　ある朝、ひなたは突然に - 主演・ひなた 役
* 素直になれなくて（2010年4月15日、フジテレビ、木曜劇場、【W主演：瑛太】） - 主演・水野月子（ハル）役
* 江～姫たちの戦国～ （2011年、NHK大河ドラマ） - 主演・江 役
CM
* ブーツ・ヘルスケア・ジャパン「クレアラシル・薬用フェイスウォッシュ」（2001年）
* ダノン「ダノンヨーグルト」（2002年）
* コロナ「ファンヒーターSPACE21」（2002年）
* JT 「MEET YOUR DELIGHT」（2002年）
* J-PHONE「写メールクリスマスキャンペーン」（2002年）
* カルビー「夏ポテト」（2004年）※共演：瑛太
* ブリヂストンサイクル「アルベルト」（2004年、2005年、2006年）
* ハウス食品「フルーチェ」（2005年・2006年）※共演：みかんぼうや
* ハウス食品「夏に効くカレー」（2005年）※共演：ケイン・コスギ、森山未來
* 任天堂「おいでよ どうぶつの森」（2005年）
* 花王「クリアクリーン」（2005年・2006年・2007年）
* ユニクロ「UNIQLO MIX SKINNY」（2006年）※共演：黒木メイサ
* NEC「LaVieシリーズ」「VALUESTARシリーズ」（2006年秋冬モデル - 2007年夏モデル）※共演：玉木宏、山本太郎
* 大塚製薬「ファイブミニ」『新野菜篇』（2007年）※共演：星野源
* JP日本郵政グループ 「年賀キャンペーン」（2007年）※共演：二宮和也
* 大塚製薬「ファイブミニ」『レタモン畑』篇 （2008年）
* オリックス生命「女性専用『医療保険CURE Lady』」（2008年）
* ホンダ「ライフ」5代目
** 『SMILE!登場』篇 （2008年）
** 『SMILE!LIFE』篇 （2008年）
** 『SMILE!PASTEL』篇 （2008年）
** 『SMILE!DIVA』篇 （2009年）
* 食料自給率向上に向けた国民運動「FOOD ACTION NIPPON」 （2008年）
* KDDI / 沖縄セルラー電話「au LISMO! Recommend キラー・ヴァージンロード×旅人」（2009年）※共演：福山雅治
* ダイワハウス、ダイワリビング
**「賃貸住宅『D-Room』」（2008年 - ）
**「D-room『いきなり大滝秀治・友達』篇」（2010年 - ）
* オリックス生命
**「医療保険CURE（キュア）」（2007年 - ）
**「がん保険Believe」『クイズ』篇 （2010年 - ）
* アサヒビール「チューハイ果実の瞬間」『ジャポーン』篇 （2010年）
* 資生堂
**「MAQuillAGE」（2009年 - ）
**「HAKU」（2011年2月 -）
*「E hyphen world gallery」ブランドキャラクター（2011年2月 - ）
* 京王グループ （2011年4月 - ）
PV
*クレイジーケンバンド「クリスマスなんて大嫌い!!なんちゃって」（2002年）
*竹内まりや「返信」（2006年）
ポスター
* 図書カード（2002年）
* ブリヂストンサイクル（2002年）
* 日本損害保険協会 防火ポスター（2003年）
* 国民生活金融公庫（2004年）
* 国土交通省 自賠責保険（2005年）
* 名古屋市選挙管理委員会 名古屋市長選挙（2005年）
その他
* 尾崎豊 青春の叫び BORN TO RUN （2002年4月、NHK-BS2）司会アシスタント
* みんなのうた 「じーじのえてがみ ～グランドファザーズ・レター～」 （2007年12月 - 2008年1月、NHK）
* みんなのうた 「えがおのはな」 （2010年6月 - 2010年7月、NHK）
* 畑のうた （2009年1月 - 2009年6月、テレビ東京）案内役出演
* JURI CINEMA SPECIAL ナニカ （2011年1月6日 - 2011年3月31日、GyaO!）Hanako誌上ロードムービーと連動したスペシャルムービー主演

* JURI -ao akua-（2009年1月23日、ゴマブックス）小林雄一郎撮影　ISBN 4777112187
連載
* あなたへ（オーディション雑誌・月刊デビュー）終了
* ワニブックス@モバイル
* ナニカとツクルの旅（雑誌・Hanako）上野樹里と5つの鞄の旅のあいだの監督である高崎卓馬との共同連載　2010年5月27日発売号～掲載中

* じーじのえてがみ ～グランドファザーズ・レター～（2007年12月5日、AZZL-10005）Aer-born
** 1. じーじのえてがみ 2. じーじのえてがみ（カラオケ）
* えがおのはな（2010年6月30日、ASCM-6087）アミューズソフト
** 1．えがおのはな（作詞作曲：上野樹里）2．えがおのはな（カラオケ）
** NHK「みんなのうた」の2010年6月・7月のオンエア楽曲。
アルバム
映画『スウィングガールズ』のSWING GIRLSの一員として以下2作品を発表している
*SWING GIRLS オリジナル・サウンドトラック（2004年8月21日、UPCH-1360）ユニバーサルJ
*SWING GIRLS LIVE!!（2005年3月23日、UPCH-1392）ユニバーサルJ

* 第26回（2004年度）ヨコハマ映画祭 最優秀新人賞（『スウィングガールズ』『ジョゼと虎と魚たち』『チルソクの夏』）
* 第51回（2006年10月期）ザテレビジョン ドラマアカデミー賞 主演女優賞（『のだめカンタービレ』）
* 2007年エランドール賞 新人賞（『虹の女神 Rainbow Song』『のだめカンタービレ』）
* 2008年第12回「日刊スポーツ・ドラマグランプリ（GP）」の春ドラマ・助演女優賞　（『ラスト・フレンズ』）
* 2008年ギャラクシー賞 6月度 月間賞 ●上野樹里『ラスト・フレンズ』（フジテレビ）の演技
* 第57回（2008年4月期）ザテレビジョン ドラマアカデミー賞 助演女優賞（『ラスト・フレンズ』）
* MTV STUDENT VOICE AWARDS 2008（SVA）最優秀女優賞
* 第21回日本メガネベストドレッサー賞 特別賞（今後メガネをかけて欲しい人）
* 国際ドラマフェスティバル in TOKYO2008 主演女優賞（『のだめカンタービレ in ヨーロッパ』『ラスト・フレンズ』）
* VOGUE NIPPON Women of the Year 2008
* TVLIFE 2009年度 助演女優賞（『ラスト・フレンズ』）
* 第17回橋田賞 新人賞