大島中学3年の時に全国中学校柔道大会52kg級に出場するが、決勝トーナメント1回戦で敗れた。土浦日大高校2年の時に全国高校選手権の52kg級決勝で夙川学院高校2年の長谷川円に敗れるも2位になった。3年の時には世界ジュニア代表選考会で長谷川を破って優勝した。続く世界ジュニアでは寝技を中心に決勝まで勝ち上がると、ベルギーの選手との対戦では効果と有効を先取されるものの、終盤に一本背負い投げで技ありを取って逆転勝ちでの優勝を飾った。なお、インターハイ団体戦には出場しなかったが、高校生ながらアトランタオリンピックに出場した同級生の一見理沙などの活躍によりチームは優勝した。1997年には横浜国立大学へ入学すると、1年の時には全国女子体重別で3位に入った。その後は際立った活躍が見られなかった。
1921年に社名の由来である、三つの油（石油・植物油・炭油）の卸売・小売業として創業。その後、石油・石油化学・合成樹脂・電子材料と事業領域を拡大。また、グループ会社で、電気・電子用絶縁封止樹脂・建材用接着剤・LED用樹脂・伝送用樹脂等、独自樹脂ブランドを製造開発を行っている。
1989年、雑誌『月刊デ・ビュー』に掲載された現事務所のオーディションに合格し所属。同年10月、ドラマ『高速戦隊ターボレンジャー』第33話（テレビ朝日）にて、都立武蔵野学園高校の生徒役でゲスト出演した。1990年4月、アイドルグループ・東京パフォーマンスドール（TPD）のメンバーとしてデビュー。同年5月、シングル「JUST LIKE MAGIC」をグループ内ユニットのゴルビーズ名義で発売しCDデビュー。1991年12月よりフジテレビのバラエティ番組『ダウンタウンのごっつええ感じ』にレギュラー出演し、様々なコントやコーナーに挑戦する。アイドルでありながらお笑いに体当たりで臨む姿勢が人気を博し知名度を得る。1994年7月、小室哲哉プロデュースによる篠原涼子 with t.komuro名義でシングル「恋しさと せつなさと 心強さと」を発売。翌年にかけてロングヒットし、累計202.1万枚を売り上げ（オリコン調べ）、ダブルミリオンを記録する大ヒットとなりブレイク。同年の第36回日本レコード大賞では優秀賞を受賞。『第45回NHK紅白歌合戦』にも出場した。1994年9月、東京パフォーマンスドールを卒業。1995年8月発売の2ndソロアルバム『Lady Generation 〜淑女の世代〜』を最後に小室プロデュースを離れる。以後、かつてのようなヒット曲には恵まれなかったが歌手活動と並行して女優業も行い、徐々に女優として人気が上昇。2001年、蜷川幸雄演出の舞台『ハムレット』でオフィーリア役を演じ、舞台初出演。2003年、宮藤官九郎脚本のドラマ『ぼくの魔法使い』（日本テレビ）でヒロインを演じ、おじさんの姿に変身してしまう妻役を好演した。2004年、ドラマ『光とともに…〜自閉症児を抱えて〜』（日本テレビ）で連続ドラマ初主演を務め、自閉症児の母親・東幸子役を好演した。同クールにドラマ『アットホーム・ダッド』（フジテレビ）でヒロインを演じ、2作品のドラマを掛け持ちした。2005年、主演ドラマ『溺れる人』（日本テレビ）でアルコール依存症の女性役を演じ、その演技が高く評価され、第31回放送文化基金賞演技賞を受賞。同年、ドラマ『anego[アネゴ]』（日本テレビ）に主演し、自然体な頼れるOL・野田奈央子役を好演した。同年秋、蜷川幸雄演出の舞台『天保十二年のシェイクスピア』に出演。2005年12月8日、俳優の市村正親と結婚（2010年8月に結婚式を挙げた）。2006年、ドラマ『アンフェア』（フジテレビ）に刑事・雪平夏見役で主演。映画化もされる大人気シリーズとなる。2007年、ドラマ『ハケンの品格』（日本テレビ）に特Aランクの派遣社員・大前春子役で主演。平均視聴率20%超えの大ヒットとなった。同年3月公開の映画『アンフェア the movie』で映画初主演。『アンフェア』や『ハケンの品格』での演技が評価され、第44回ギャラクシー賞個人賞を受賞。2007年11月に所属事務所を通して妊娠4か月であることを発表。2008年5月10日に第1子となる長男を出産した。2011年、主演映画『アンフェア the answer』が公開。同年9月に第2子の妊娠（妊娠3か月）が報じられ、2012年2月22日に次男を出産した。2013年、ドラマ『ラスト♡シンデレラ』（フジテレビ）に主演し、おやじ女子・遠山桜役を好演した。同年8月、出身地・群馬県桐生市の観光大使に任命され、篠原をモデルに作製したファッション広告のようなスタイリッシュなデザインの観光イメージアップポスターが話題となる。2014年より女性下着メーカー・トリンプのイメージキャラクターに起用され、「天使のブラ®」「恋するブラ®」「WONDER MAKE®」などのCMに出演し、美しい胸元を披露している。2015年、主演映画『アンフェア the end』が公開。2017年、主演ドラマ『愛を乞うひと』（日本テレビ）で、虐待を加える母と、虐待を受けて成長した娘の一人二役を演じた。2018年、舞台『アンナ・クリスティ』で舞台初主演を務める。映画『北の桜守』に出演。主演映画『人魚の眠る家』と『SUNNY 強い気持ち・強い愛』での演技が評価され、第43回報知映画賞主演女優賞を受賞。2019年、第42回日本アカデミー賞において『人魚の眠る家』で優秀主演女優賞、『北の桜守』で優秀助演女優賞をダブル受賞。