2010年、スペシャルドラマ『坂の上の雲』（NHK）に秋山季子（秋山真之の妻）役で出演[20]。

毎年3月4日の「雑誌の日」を記念として雑誌の表紙を飾った回数の多かった女性を選ぶ「カバーガール大賞」で2014年（計36誌）[21]、2015年（約26誌）[22] の2年連続で総合大賞に選ばれる。

2015年、『5→9?私に恋したお坊さん?』（フジテレビ）で月9ドラマ初主演[23]。

2020年10月1日、同世代の一般人男性と同年内に結婚する予定であることを所属事務所を通じて発表した。石原は婚約発表文で「彼とならさまざまなことを共有しながら、どんな困難も乗り越えていけると確信いたしました」と説明、主演ドラマ『アンサング・シンデレラ病院薬剤師の処方箋』（フジテレビ）が前月末に終了、仕事は一段落したことで、結婚の発表の運びとなった[2][3]。この結婚はこの時点でアラサーにして未婚の清純派の女優の結婚ということで、ファンの間ではインターネット上で“さとみロス”で騒然となった[24]。同月7日、2020年5月に個人事務所を設立したことが報じられた[25]。

2021年1月3日、前年（2020年）中に婚姻届を提出していたことを所属事務所を通して発表した[26][27]。2月4日、新型コロナウイルスへの感染を公表[28]。

2022年1月10日、第1子を妊娠していることを所属事務所を通して発表した[29][30]。出産は同年春ごろを予定しているとし、その後の芸能活動については「引き続き、赤ちゃんの事を第一に考えながら、大好きなお仕事にもマイペースに励んでいけたら」とした[31]。所属事務所も「現在撮影中の作品はないと思います」といい「今後CM撮影など、対応できるものはしていく予定です」とした[32]。

3月4日、4月7日スタートの『あしたが変わるトリセツショー』（NHK）でMC役の「エンターテイナー」を担当することが発表された。石原にとってはMC初挑戦となる[33][34]。石原は4月28日放送分まで出演、5月12日放送分以降は石原の産休に伴い[35]、「助っ人エンターテイナー」として市村正親が出演することとなった[36][37]。

4月23日、第1子の出産と出産日はこの日ではないこと、性別は非公表であることを所属事務所を通して発表[38]、仕事復帰については「本人の体調や育児の状況を第一優先に、相談しながら進めて参ります」とした[39]。7月28日、NHKは石原が『あしたが変わるトリセツショー』（NHK）8月25日放送回から復帰することを発表し[40]、同日の放送に出演した石原は産休からの復帰を報告すると[41]、8月25日の放送からレギュラー出演として仕事復帰した[42]。

2023年4月4日、翌2024年5月17日公開予定の映画『ミッシング』[43]に出演することが発表された。11月27日、2024年4月放送開始予定の連続ドラマ『Destiny』（テレビ朝日）で主演を務めることが発表された。連続ドラマへの出演は３年ぶりとなる[44]。
人物

東京創価小学校、創価中学校を経て創価高等学校を卒業[45]。

現在の芸名の由来は自らは原石であるとしてつけた「原石」を逆にして苗字の『石原』、聡明で美しくありたいとしてつけた下の名前『聡美』を平仮名表記にしたものである[46]。

役名によるものも含め、歌手業は未経験である。芸能活動で歌ったことはあり、NHK連続テレビ小説『てるてる家族』では、劇中「幸福を売る男」と「恋の季節」をソロで歌った[47]。

石原が『てるてる家族』に出演したときにその活動報告のために公式ウェブサイトに『さとみの大阪日記』を開設。