2004年，木村文乃參加了DHC電影《亞當(dāng)》的女主角試鏡，從3074人中脫穎而出并由此出道；最初出道時加入的經(jīng)紀(jì)公司為Frontier Corporation。

2005年起，開始連續(xù)兩年擔(dān)任日本專業(yè)保齡球協(xié)會“DHC女子公開賽之旅”的形象大使；2006年1月13日，獲得了日本保齡球館協(xié)會舉辦的第13屆保齡球傳媒大賞個人獎；5月13日，主演的電影《風(fēng)之音》在日本上映；11月，參演NHK大河劇《功名十字路口》，這是其初次參與電視劇的演出；同年，還作為了保齡球協(xié)會親善大使，出席了Indy japan賽車比賽的一系列活動。

2008年，在三倉佳奈主演的NHK晨間劇《だんだん》里扮演女主角的競爭對手舞妓“涼乃”。2009年，木村文乃曾一度興起引退的念頭，并開始在餐廳和醫(yī)院柜臺打工。

2010年，被Tistone Entertainment娛樂經(jīng)紀(jì)公司相中，重新回到戲劇圈；2010年春天，移籍至TristoneEntertainment 事務(wù)所[7]；同年在日劇《虹色夏戀》和《完美報告》里飾演配角。

2011年4月，因演出化妝品電視廣告而被人熟知，并由此連續(xù)擔(dān)任4支廣告的代言人，尤其是同年7月和桑田佳祐合作的NTT DOCOMO廣告，獲得極佳好感度；9月23日，參演的劇情片《極道飯》在日本首映；10月，在榮倉奈奈主演的倫理日劇《蜜之味》中飾演中國留學(xué)生“賴陽華”。

2012年4月7日，搭檔濱田岳聯(lián)袂出演的劇情片《洋芋片》在日本上映；6月，出演堀北真希主演的NHK晨間劇《小梅醫(yī)生》（第10周至最終周），飾演女主角小梅的大嫂”下村（野島）靜子”；7月2日，與多部未華子、小池徹平、山本耕史聯(lián)袂出演的推理喜劇《浪花少年偵探團(tuán)》在TBS電視臺首播，在劇中扮演大路小學(xué)的音樂老師“榛名美佳”；10月，在與生田斗真、真木陽子、香椎由宇合作出演的勵志劇《遲開的向日葵》中飾演了市議員的女兒”今井春菜”；12月，參演的漫改愛情電影《今天開始戀愛吧》在日本首映。

2013年3月，出演WOWOW制作的深夜劇《索多瑪?shù)奶O果》，飾演具有男性恐懼癥的外葉社記者”設(shè)樂萬里”；4月，在與長谷川博己、稻森泉、青柳翔聯(lián)合出演的醫(yī)療劇《云之階梯》中扮演大型醫(yī)院院長的女兒”田坂亞希子”；10月，搭檔中丸雄一聯(lián)袂出演TBS電視臺秋季深夜劇《變身訪問者的憂郁》；11月9日，發(fā)行個人的第一本寫真集《ふみの》；11月22日，參演的愛情電影《一切從遇見你開始》在日本上映。

2014年1月，木村文乃憑借在13年出演的2部電影、6部電視劇獲得了日本電影和電視制片人協(xié)會頒發(fā)的飛翔黃金獎（新人獎）；同時還加盟了蘆田愛菜主演的社會劇《明天媽媽不在》；2月8日，與竹野內(nèi)豐、尾野真千子、成海璃子聯(lián)袂出演的愛情電影《西野的戀愛與冒險》在日本上映，在片中飾演男主角西野幸彥的鄰居“小玉”；4月5日，搭檔玉森裕太出演的《世界奇妙物語2014年春季特別篇》中的單元故事《廢柴的他與可愛的她》在富士電視臺播出；4月29日，出演蜷川幸雄執(zhí)導(dǎo)的舞臺劇《別讓我走》，為個人演藝生涯首次出演舞臺??；10月1日，與山下智久聯(lián)合出演的SP特別劇《心理學(xué)家成海朔的挑戰(zhàn)：少女為何必須失憶？》在日本電視臺播出；10月4日，搭檔水川麻美共同主演的劇情片《太陽坐落之處》在日本首映，在片中飾演光鮮亮麗的女明星“今日子”。

2015年1月，在草剪剛主演的漫改日劇《錢的戰(zhàn)爭》中飾演男主角的前未婚妻，并憑借該劇獲得了第18屆日刊體育日劇賞助演女優(yōu)獎；4月，搭檔檀麗、長谷川京子、貫地谷詩穗梨聯(lián)袂出演社會劇《母親游戲：她們的階級》，飾演離婚后帶著孩子的單親媽媽”蒲原希子”，這也是其出道10年以來首次擔(dān)任電視劇的主演[6]；5月23日，與松田翔太、前田敦子合作出演的懸疑愛情片《愛的成人式》在日本上映；8月，主演日本W(wǎng)OWOW電視臺出品的懸疑日劇《石之繭》，在劇中首次挑戰(zhàn)女刑警角色；9月5日，參演的漫改電影《小菜一碟》在日本上映；10月，加盟富士臺火十檔刑偵劇《警報：刑警·女友·完全惡女》，與松坂桃李四度合作；12月2日，出席了在東京都內(nèi)舉辦的“2015 Best Beauty Award”頒獎儀式，和松下奈緒、菊池桃子一起獲選“年度最美”；同年，木村文乃還在oricon網(wǎng)站公信榜“2015年爆紅女演員名單”上獲得第九名。

2016年1月15日，擔(dān)任旁白配音的電影《シーズンズ2萬年の地球旅行》在日本上映；2月6日，搭檔小出惠介聯(lián)袂出演的劇情片《十字架》在日本首映，二人在片中飾演因背負(fù)同班同學(xué)被欺凌而自殺這一沉重“十字架”而活下去的主人公；3月，加盟綾瀨遙領(lǐng)銜主演的NHK90周年幻想大河劇《精靈守護(hù)者》；7月，在向井理主演的推理喜劇《擁有神之舌的男人》中飾演了和主人公一起旅行的怪女孩“翁棺墓光”；10月，接拍漫改懸疑電影《羊之木》，該片于2018年上映；11月，主演WOWOW臺刑事劇《石之繭》的續(xù)集《水晶的鼓動》，繼續(xù)扮演女刑警“如月塔子”。

2017年1月，在與木村拓哉、竹內(nèi)結(jié)子、松山健一等人合作出演的醫(yī)療劇《A LIFE～深愛的你～》里飾演了性格傲慢但技術(shù)高超的護(hù)士“柴田由紀(jì)”；4月，參演龜梨和也主演的愛情喜劇《我命中注定的人》；5月，出演的犯罪懸疑電影《追憶》在日本上映。7月，參演岡田將生主演的電影《伊藤君AtoE》。出演《校閱女孩·河野悅子》秋季SP。主演TBS深夜劇《伊藤君A to E》，該劇作為木村文乃與岡田將生雙主演的同名電影《伊藤君A to E》衍生劇，從8月1日開始播出，全劇共8集。11月，出演由菅田將暉和桐谷健太共同主演的電影《火花》在日本上映。

2018年，出演《99.9-刑事專業(yè)律師-第二季》，扮演律師尾崎舞子，憑借該劇獲得第96屆日劇學(xué)院賞最佳女配角。和松田翔太將共同主演TBS臺人氣刑事劇《SPEC》系列的最新篇《SICK’S 恕乃抄~內(nèi)閣情報調(diào)查室特務(wù)事項專職系事件簿~》。8月24日，參與配音的動畫電影《小小的英雄 螃蟹與蛋與透明人》在日本上映。

2019年3月25日，主演的電視劇《大奧 最終章》播出，在劇中飾演久免。6月21日，參演的電影《殺手寓言》在日本上映，在劇中飾演佐藤洋子。8月31日，主演的電視劇《詐欺刑警》在NHK播出，在劇中飾演今宮。10月17日，參演的電視劇《蝶之力學(xué) 殺人分析班》在WOWOW播出，在劇中飾演如月塔子。

2020年1月19日，參演的電視劇《麒麟來了》在NHK電視臺播出，在劇中飾演熙子。