タレントをしながら学校に通っていたが、高校2年生の時に「将来の自分のお仕事として、芸能活動をしっかりとやっていけるようにしたい！」と考えて[13]、2004年9月、18歳の時に知り合いに聞いた[16]『創聖のアクエリオン』のEDテーマのオーディションに参加[13][14]。2005年春に菅野よう子の目にとまり、「オムナ マグニ」（テレビアニメ『創聖のアクエリオン』エンディングテーマ）を歌唱[3][14]。同時に『創聖のアクエリオン』のプロデューサーに「声のお仕事には興味ない?」と言われ[16]、人の前に出て何かを表現することを将来の仕事にしたいと考えていたため、「ぜひ受けさせてください」とお願いしていた[13]。NHK教育テレビのプロデューサーからの誘いを受けて[15]、『ツバサ・クロニクル』のヒロイン役のオーディションを受けて[13]、『ツバサ・クロニクル』ヒロインのサクラ役で声優デビューを果たし、声優としての活動を開始する[3]。なお、子役時代に短編アニメ[19]やラジオドラマなどにも出演しており、声優経験は少なからずあった。

2005年8月、シングル「アムリタ」（『劇場版ツバサ・クロニクル 鳥カゴの国の姫君』エンディング主題歌）で歌手デビューを果たし、本格的な歌手活動も開始した（以降のリリースはディスコグラフィの項を参照）。

2008年3月19日、大学を卒業。2009年2月1日には所属芸能事務所をサンミュージック出版[16]からBGBカンパニーに移籍。その後、2012年5月1日付でBGBカンパニーからアミューズに移籍したことを自身のブログで報告した[20]。

以前FlyingDogとアーティスト契約をしていたが、2009年までに契約終了[注 2]。

2009年12月2日に開催された自身のライブコンサートで、所属レコード会社をエピックレコードジャパンに移籍したことが発表された。

2010年3月3日に移籍後初シングル「ふわふわ♪」を発売。この曲のミュージック・ビデオは牧野直々のオファーにより、かつて牧野を見出した岩井俊二が手がけることとなった。

2014年5月31日にキリスト品川教会グローリア・チャペルにて開催された「Yui Makino Concert “Re: あのぉ?、新曲はいつですか?”」で、8月20日の「ハニワの日」に11thシングル「囁きは"Crescendo"」の発売とインペリアルレコードへの移籍が発表された[21]。

2018年、牧野が上富良野町産のラベンダーを使用したポッカサッポロフード&ビバレッジの「富良野ラベンダーティー」を愛飲している縁で、上富良野町の「かみふらのPR大使」に任命された[22][23]。
人物

声優としては、多数の作品に出演している一方、アーティストとしてもアニメタイアップ・CMタイアップの楽曲を手掛ける[24]。

趣味・特技はピアノ[25]。

昔は薬剤師になりたかったという[16]。

一人っ子である[26]。
親族

従姉妹は元文化放送アナウンサー、元茨城放送〈IBS〉アナウンサーの石田絵里奈[27]。

2020年6月12日、俳優・シンガーソングライターの三浦祐太朗と結婚したことを発表した[9]。これによって、俳優の三浦友和が義父、元歌手の山口百恵が義母となった。

2021年10月13日、第1子妊娠を報告[28]。2022年3月21日、第1子女児出産を報告[29][30]。
出演

太字はメインキャラクター。
テレビアニメ
1996年


バベルの本（妹）

2005年


ツバサ・クロニクル（2005年 - 2006年、サクラ[31]）

2006年


ARIA The NATURAL（茜）

N・H・Kにようこそ!（中原岬[32]）

ころんちゃん（ビェーバー / ボヤギ）

スパイダーライダーズ ?オラクルの勇者たち?（少女）

ゼーガペイン（メイウー[33]）

2007年


風のスティグマ（ラピス / 翠鈴[34]）

スケッチブック ?full color's?（鳥飼葉月[35]）

ぼくらの（アンコ / 往住愛子[36]）

2008年


ゲゲゲの鬼太郎（第5作）（まゆ）

2009年


明日のよいち!（燕つばさ）

キディ・ガーランド（さくら）

宇宙をかける少女（河合ほのか[37]）

大正野球娘。（桜見鏡子[38]）

NEEDLESS（未央[39]）

ねぎぼうずのあさたろう（お菊）