1916年（大正5年）2月10日、岡山県英田郡吉野村（現在の同県美作市五名あたり）に生まれる。兵庫県神戸市に移り、旧制・神戸市立第三神港商業学校（現在の神戸市立六甲アイランド高等学校）に入学する。同校卒業後、奈良県生駒郡伏見村（現在の同県奈良市あやめ池北1丁目）にあやめ池撮影所を持つ市川右太衛門プロダクションに入社、同社で俳優としてデビュー、脇役・端役等でサイレント映画に出演をしていた。1936年（昭和11年）12月に同社は解散し、松竹キネマに吸収されるが、それを目前とした同年9月、兵庫県西宮市甲陽園に甲陽撮影所を稼働させていた甲陽映画（同年5月設立）に移籍する。同年9月23日に公開された『大江戸の魔剣』（監督熊谷草弥）の主演に、満20歳にして抜擢される。同社の作品は、マキノ正博のマキノトーキー製作所が千鳥興業から引き継いで配給を行っていたため、トーキーあるいはサウンド版の映画に多く出演した。あやめ池撮影所に右太衛門の実兄・山口天龍が設立した全勝キネマに、翌1937年（昭和12年）1月に移籍している。同社はほとんどの作品がサイレント、あるいは映画説明者（活動写真弁士）の説明が音声トラックに収録された解説版であり、トーキーはほとんど製作されなかった。『日本映画俳優全集・男優編』には「第一回主演作品」として『夕凪城の怪人』（監督熊谷草弥）の名が挙げられているが、同作は日疋龍太郎の主演作であり、天津は同作に出演した記録がみられない。1940年（昭和15年）、同社が松竹傘下に入り、1941年（昭和16年）1月、合併により興亜映画と改称すると、京都の旧マキノトーキー製作所の撮影所（現在の松竹京都撮影所）を使用するこの新会社に継続的に入社した。同年1月22日に公開された解説版『尾州三勇士』（監督熊谷草弥）に主演しているが、同作が全勝キネマの最終作品となった。興亜映画が製作し、同年10月20日に公開された『荒野の叫び』（監督金田繁）を最後に、満25歳にして天津の映画出演記録は途絶える。その後は舞台俳優に転向して一座を組み、満28歳となる1944年（昭和19年）、新富座での林長之助一座・富士嶺子一座・天津龍太郎一座大合同と銘打った公演で、同年1月には『血闘盤若坂』、同年2月には『勤王二筋道』、『義剣玉川原』、『まごころ宿場』を週替わりに上演、それぞれに主演した記録がある。第二次世界大戦後は、二代目大江美智子の一座に参加、大江はま子、吉沢章之、三代目村田正雄らとともに、1957年（昭和32年）8月の芝居に出演した記録が残っている。1962年（昭和37年）、死去した。満46歳没。
再入院から2日後の1989年3月23日、「アレルギー性気管支炎の悪化」「難治性の咳」など呼吸器系の療養専念により、横浜アリーナの杮落としコンサートを初めとするその他全国ツアーを全て中止し、さらに歌手業を含めた芸能活動の年内休止が、息子の和也から発表された（再入院当時「特発性間質性肺炎」の病名は公表されなかった）。なお、和也は本当の病名をひばり本人には最期まで伏せていたが、ひばりは3月上旬に診察を受けた際に、医師により間質性肺炎の説明を受けていた。しかしずっと和也には知らないふりをして過ごしていたという。なお、闘病生活を書き記したひばりの付き人の記録に「コメカミの血管が破れそうにドキドキする」とあった。尚この間質性肺炎となった要因は「原因不明」とされ、又この病気の治療法は主にステロイドホルモンが有効とされるが、既にひばりは肝硬変の症状もあって、副作用の懸念からステロイド剤も殆ど使えなかったという。その後も、はっきり報道されないひばりの容態から「もう歌えない」「復活は絶望的」などと大きく騒ぎ始めるマスコミに対し、入院中の同年5月27日にひばりは、再入院時の写真などと共に「麦畑 ひばりが一羽 飛び立ちて… その鳥撃つな 村人よ!」とのメッセージを発表。さらに「私自身の命ですから、私の中に一つでも悩みを引きずって歩んでいく訳には参りませんので、後悔のないように完璧に人生のこの道を歩みたいと願っているこの頃です」等と録音した肉声テープを披露。だが2年前の入院時と比較するとひばりの声は殆ど張りがなく、弱々しいものであった。結果的にこれがひばりからの、生涯最後のメッセージ及び肉声披露となった。それから2日後の5月29日、ひばりは病室で52歳の誕生日を迎えた。その頃ひばりの実妹・佐藤勢津子は、再入院の看病当時に「突然、お姉ちゃんがポロポロと泣き出してしまって…『勢津子、私はまだ生きられるの？』って。『何言ってるの、まだ52歳でしょ？これからも頑張って生きなきゃ駄目よ！』って励ましたら、姉ちゃんは『そうだね、和也を独り遺して死ねないよね。頑張るわ』と、珍しく私の前で弱音を吐いた」と述懐していた。しかし、ひばりの誕生日から約2週間後の同年6月13日に呼吸困難の重体に陥り、人工呼吸器がつけられた。なおひばりの生涯最後の言葉は、順天堂医院の医師団に対して「よろしくお願いします。頑張ります」だったという。また和也が死の数日前に「おふくろ、頑張れよ」「大丈夫だよ」と声を掛けると、ひばりは最期を覚悟したのか両目に涙を一杯溜めていたと、のちに和也自身が語っている。そして1989年6月24日午前0時28分、特発性間質性肺炎の症状悪化による呼吸不全の併発により逝去。52歳没。同年7月22日に青山葬儀所で行われた葬儀では4万2千人が訪れた。ひばりの棺を乗せた霊柩車が自宅を出る際には、多くのファンが沿道を埋め尽くし、彼女の死を悼んだ。喪主は和也が務め、葬儀では萬屋錦之介・中村メイコ・王貞治・和田アキ子・とんねるずの石橋貴明が弔辞を読み上げ、北島三郎・雪村いづみ・森昌子・藤井フミヤ・近藤真彦などひばりを慕った歌手仲間が『川の流れのように』を歌い、ひばりの霊前に捧げた。戒名は慈唱院美空日和清大姉。墓所は横浜市営日野公園墓地にある。菩提寺は港南区の唱導寺。美空ひばりの通算レコーディング曲数は1,500曲、オリジナル楽曲は517曲であった。