2006年まで年1回行われていた「アーツビジョン無料新人育成オーディション」に合格し、17期特待生として日本ナレーション演技研究所を経てアーツビジョンへ。その後、2013年10月1日からはヴィムス所属となる。2003年10月、ポニーキャニオン主催の「VSオーディション2003」ファイナリストに選出。2004年11月、PlayStation 2用ゲーム『帝国千戦記』で声優デビュー。2006年、『ふしぎ星の☆ふたご姫』でテレビアニメデビュー。2009年3月7日、第3回声優アワード新人男優賞受賞。2012年2月22日、シングル「sense of wonder」で本人名義での歌手デビュー。同年4月18日、2011年度ファミ通アワード男性キャラクターボイス賞受賞。同年12月27日、ノン子とのび太のアニメスクランブル第22回最優秀男性声優賞。2013年3月1日、第7回声優アワード主演男優賞受賞。同年3月23日、第12回東京アニメアワード個人部門声優賞受賞。同年5月10日、アニメージュ第35回アニメグランプリ声優部門にてグランプリ受賞。2014年3月1日、第8回声優アワード主演男優賞受賞（2年連続の受賞） 。同年5月10日、アニメージュ第36回アニメグランプリ声優部門にてグランプリ受賞（2年連続の受賞）。同年10月11日、『Newtype×マチ★アソビ アニメアワード2014』にて男性声優賞を受賞。2015年4月22日、2014年度ファミ通アワード男性キャラクターボイス賞受賞。同年12月30日、ノン子とのび太のアニメスクランブル第25回最優秀男性声優賞。2018年5月、河出書房新社 14歳の世渡り術より「いつかすべてが君の力になる」を出版。その後コミカライズ化が決定し、Sho-Comiにて連載。2019年6月23日、竹達彩奈と入籍したことが双方の公式ツイッターで発表された。
前番組まではアシスタント枠が設けられていたが、本番組は設けておらず、基本的に玉川一人で進行。一部のコーナーでは、コーナー担当と一緒に出演する形となっている。報道色よりもトーク色が濃いのが特徴である。前番組に引き続き、報道番組「ニュースパレード」を内包して放送している。2010年4月5日から番組の核コーナーである16時台後半の特集コーナーが、「たまなび学園」となったため、番組全体を「学園」と見立てて進行している。番組のメインパーソナリティの玉川が校長、番組マスコットの「たまにゃびちゃん」（普段は標準語だけ ど、怒ると関西弁になる。「た〜ま ちゃ〜ん」と呼ぶと、「は〜ぁい〜」と答える）が生徒会長となっている。それに伴い、「学園通信」という名のメルマガを発信していた。妊娠し、出産準備のため2010年10月1日を以って終了した。なお、玉川は2011年10月に「玉川美沙 ハピリー」で復帰することになった。
村域に鉄道路線は存在しなかったが、東部の鐘撞堂峠を越えた先に隣接していた八幡村に日本国有鉄道只見線の塔寺駅、只見川沿いに隣接していた千咲村の阿賀川対岸の耶麻郡山都町に日本国有鉄道磐越西線の山都駅、旧片門村・旧束松村に隣接していた新郷村の阿賀川対岸の耶麻郡山郷村に日本国有鉄道磐越西線の荻野駅が所在した。
カントー橋の工事中であった2007年（平成19年）9月26日、地上30mの位置にあった橋げたが崩壊する事故が発生。当時、250人の労働者が作業をしており、翌27日には52人が死亡し、140人が怪我をしたと報告された。なお、2008年（平成20年）8月11日時点では、死者は55人、負傷者は79人とされている。10月4日、大成建設等のJVをはじめとする請負業者らは当面の補償金として90億ドンを拠出することを発表した（10億ドンを死亡者への弔慰金、負傷者への見舞金とし、残り80億ドンを遺児70人に対し18歳まで養育費を支給するための基金とする）。このプロジェクトにコンサルタントとして参加していた日本工営のエンジニアは、プロジェクト責任者に2007年6月付けで、支保工系統が安全係数を満たさず作業条件が非常に危険であると、警告文を送付していた。また、別のエンジニアも2007年（平成19年）1月付文書で、仮支柱系統の施工にあたり、安全度の確認のための実験を求めている。事故の原因を調査するため、ベトナム政府はカントー橋崩落事故調査国家委員会を設置。コンサルタントによる警告については、委員会の第2回会合で取り上げられ、施工を請け負ったJV側はその後、設計の見直しや補強工事を行ったと説明した。2008年（平成20年）1月8日、事故調査国家委員会は、グエン・タン・ズン首相に崩落事故の調査結果について報告を行なった。この時点では最終結論を出すに至らなかったが、グエン首相は、施工方法の安全が確認できたものについて工事を再開することに同意した 。事故調査国家委員会は、2008年（平成20年）7月2日に最終的な報告を公表した。この報告では、事故の原因は仮設支柱の支柱基礎が不等沈下したことであり、通常の設計においては予測困難であったと結論付けられた。なお、事故の責任の所在については、調査報告を踏まえ、ベトナムの関連当局が調査、検討を行うこととされた。この最終報告を受け、工事は2008年8月に再開された。