1985年，以动画《机动战士ZGUNDAM》出道。1989年，为动画《天空战记》中的拉克修配音，因表现出超乎常人的尖叫声而被称为“超音波声优”^[2]。1990年，参与配音的动画《樱桃小丸子》播出。2000年起，参与配音的动画《机巧奇传希约战记》《星之卡比》《怪医黑杰克》等相继播出。2012年起，参与配音的动画《蓝宝石之谜 高清重制版》《探险托里兰托：千年真宝》《忍者杀手》等相继播出。2018年，参与配音的动画电影《龙猫》在中国大陆上映^[2条]。

2016年5月17日，水谷优子因乳癌去世^[3]。