俳優の石橋凌と原田美枝子の間に次女として生まれる。4歳よりクラシックバレエを始め、15歳でボストン、カルガリーのバレエスクールに留学後、2013年に帰国し、コンテンポラリーダンサーとして活動する。両親の仕事を見て簡単な世界ではないと女優を夢見てはいなかったが、アメリカ・カナダへのバレエ留学中に演劇の面白さに衝撃を受ける。コンテンポラリーダンサーとして活動しつつ「もっといろんな人、いろんな面白いことに出会いたい」と考えていた時に「芝居をやってみては」と事務所から声をかけられて、2015年始めより女優としての活動を開始し、同年9月上演のROGO『銀河鉄道の夜 2015』でデビュー。翌2016年には野田秀樹演出の舞台『逆鱗』に出演する。2017年公開の『映画 夜空はいつでも最高密度の青色だ』(第67回ベルリン国際映画祭フォーラム部門入選、第91回キネマ旬報ベスト・テン日本映画第1位）にて、池松壮亮とW主演で初主演を果たし多くの新人賞を受賞。特にブルーリボン賞新人賞は1976年に母親の原田美枝子も受賞しており、史上初の親子受賞となった。2018年3月にNHK総合（九州沖縄ブロック）で放送のNHK福岡放送局制作の地域発ドラマ『You May Dream』でテレビドラマに初出演し、シーナ&ザ・ロケッツのシーナ役を演じて福山翔大とともにダブル主演。同年度前期のNHK連続テレビ小説『半分、青い。』で朝ドラにも初出演し、佐藤健演じるヒロインの幼なじみ・萩尾律の嫁・より子役を演じて注目を集める。特技は英会話とダンス、趣味はギター。映画『うつくしいひと サバ?』では劇中でコンテンポラリーダンスを披露している。姉の優河はシンガーソングライターで、2017年にユニクロのCMで共演している。
官僚の娘として生まれ、4歳まで海外で過ごす。母親は日本統治時代の朝鮮半島南部（現在は大韓民国の実効支配地域）の出身。9歳頃から北朝鮮の映画などに出演する女優経験者。大韓航空機爆破事件を実行するため、「李恩恵」と呼ばれる女性（日本から拉致された田口八重子とみられている）に、1981年7月から1983年3月まで東北里2階3号招待所で日本語教育を受け、「蜂谷 真由美（はちや まゆみ）」という名の日本人になりすました。事件後に、現地バーレーンの警察に捕まる直前、「蜂谷 真一（はちや しんいち）」という名で、日本国旅券の日本人に背乗りしていた、共犯の金勝一（キム・スンイル、김승일）と共に、煙草を吸うふりをして服毒自殺を図るが、金賢姫だけは一命を取りとめた。これは、煙草に致死量の猛毒が含まれており、北朝鮮本国から捕まったら自殺しろ、という命令を受けていたが、金賢姫は喫煙の習慣がなかったためである。事件後、大韓民国国家安全企画部（現・大韓民国国家情報院）に引き渡され、捜査官に尋問される際も、日本語や中国語で返答していた。取調べの際、暴力を振るわれたり拷問を受けたり、最悪の場合は死をも覚悟していたが、そのようなことは全くなかった。連日繰り返される綿密な事情聴取の中で、日本人や中国人であるとする主張の数々の矛盾点を指摘された上、「日本に住んでいた時に使っていたテレビのメーカーは？」という質問に、日本や中国出身者ならば答えない筈の北朝鮮ブランド「チンダルレ」と答えて、捜査員に見破られる。また、捜査員に夜のソウル市街へ連れ出された際、北朝鮮で受けた説明とは全く異なる繁栄ぶりや、誰にも気兼ねせずに政治家の不平不満を口にする一般市民の姿に驚愕し、女性捜査員と風呂での入浴中に、熱湯をかけられる不意打ちを喰らい、咄嗟に出た朝鮮語により、結局は隠し切れずに自白した。なお、自著で、当時でも西側では当たり前だった拡大コピーや縮小コピーに驚愕し、西側の科学力に驚いた旨のことが記されている。自白後、聖書を通してイエス・キリストを知り、ソウルの汝矣島（ヨイド）にある中央浸礼教会で受浸、クリスチャンになった。北朝鮮で日本語教育を受けており、日本語がとても堪能である。北朝鮮で李恩恵と一緒に暮らし、日本の文化や習慣、和食などを習得した。北朝鮮による日本人拉致問題について「田口八重子は生きている」「横田めぐみさんが自殺したとは考えられない」と発言している。2010年2月、日本国政府は金賢姫を日本へ招聘する考えを表明。同年3月8日には、韓国政府から日本国政府に対して、訪日についての照会があったことが明らかになった。2010年7月20日早朝、日本国政府のチャーター機で訪日が実現。23日に韓国へ帰国した。21日、22日に横田滋ら拉致被害者家族と面会した。滞在の場所として、鳩山由紀夫前首相の軽井沢別荘が、警備上等の理由で選ばれている。日本国政府は元来、死刑囚の日本入国は出入国管理及び難民認定法の規定で認めていないが、千葉景子法務大臣が、出入国管理及び難民認定法の12条特例条項を適用して日本入国を認め、日本の警察も日本国旅券偽造による旅券法違反容疑による事情聴取を、今回の来日中は見送った。また、この訪日に対して、自民党、公明党等の野党から、超法規的措置判断での日本入国や関越自動車道等の封鎖、ヘリコプターによる遊覧飛行などの、いわゆる要人待遇に非難の声が強まっている。中井洽拉致問題担当大臣は、遊覧飛行は大韓民国側の要請によって行われた、と主張しているが、大韓民国国家情報院は、韓国から日本に要望した事実はないと否定している。