2014年、大学卒業と同時に日本郵便に入社し、同年に結成された日本郵政グループ女子陸上部に第1期選手として参加した。社会人2年目の2015年、第99回日本陸上競技選手権大会（新潟スタジアム）女子5000mで3位に入り、第15回世界陸上競技選手権大会（中華人民共和国・北京市）日本代表に選出された。世界陸上本番では8月27日の予選2組で15分28秒18で6位となり決勝に進出し、8月30日の決勝レースでは1000〜2000までは、尾西美咲と先頭を引っ張り、3000以降も上位をキープ。15分08秒29の自己ベストタイム（日本歴代5位）の記録で9位となった。2015年9月に行われた第63回全日本実業団対抗陸上競技選手権大会女子10000mでは、31分48秒18で初優勝し、2016年リオデジャネイロオリンピックの参加標準記録32分15秒00を突破。2016年1月に行われた皇后盃全国都道府県対抗女子駅伝競走大会で９区アンカーを務めた。たすきを受けた時点では４位で、１位との差が１分３７秒差であったが、これを逆転して愛知県代表で初優勝となった（区間賞は日本郵政で同僚の関根花観）。5月に行われたペイトン・ジョーダン招待陸上2016の女子10000mでは31分18秒16（日本歴代8位）をマークし、日本陸連が定めた同オリンピックの派遣設定記録31分23秒17も破った。6月に行われた第100回日本陸上競技選手権大会（パロマ瑞穂スタジアム）女子10000mでは、同僚の関根花観とともに積極的に集団を引っ張り、最後は関根を突き放して31分18秒73で初優勝した。また女子5000mでも先頭を引っ張る動きを見せたが、最後200mで尾西美咲にかわされ、15分24秒47で2位に入った。この結果をもって、リオデジャネイロオリンピック女子10000m及び5000mの日本代表選手に選出された。ただし、2016年8月12日に開催されたリオデジャネイロ五輪・女子10000mは、左足の違和感から欠場した。4日後の8月16日、リオ五輪・女子5000mの予選2組に登場し、そのレースでは号砲直後から自ら積極的に先頭集団の前方で走行。だが、途中で他選手のスパイクが鈴木の脛に当たって流血するアクシデントもあってか、4000m過ぎで集団から脱落。結局15分41秒82の同組12着に終わり、5000m決勝進出は成らなかった。11月27日に行われた全日本実業団女子駅伝では二区を走り、チームの初優勝に貢献した。2018年8月26日の北海道マラソン・女子の部にて生涯初となるフルマラソンに挑戦。レースは後半勝負と決めて待機策を取り、32km過ぎで先行していた谷本観月（天満屋）を抜き去ってからは独走となり、最終的には2時間28分32秒で1位入着し、初マラソン初優勝を飾ると共に2020年東京オリンピック代表選考レースとなるマラソングランドチャンピオンシップ(MGC)出場権を獲得した。2019年2月3日の香川丸亀国際ハーフマラソンではハーフマラソンに初挑戦にして日本歴代3位の1時間7分55秒でゴール。優勝したベッツィ・サイナ（ケニア）とマッチレースを展開。20キロ過ぎで離され2位だったが日本女子にとって13年ぶりの7分台を記録した。2019年9月15日のMGCでは2位となり2020年東京オリンピックへの出場が内定した。
12歳からゴルフを始める。渡米前の今田竜二と同じゴルフ練習場で打ち込んだ。田中秀道、山本圭一らは、瀬戸内高等学校ゴルフ部の先輩にあたる。その後東北福祉大学に進学し、1年生からレギュラーとなり中国アマゴルフ三連覇。また1998年バンコクアジア大会では団体金メダル獲得に貢献した。大学卒業後、2001年にプロ入りする。3年目の2003年6月、マンダムルシードよみうりオープンで日本ゴルフツアー初優勝。同年、全英オープン（予選落ち）、アメリカPGAツアーの「クオリファイイング・トーナメント」（シード権獲得への資格試験）も初体験した。この年の暮れ、2004年度の開幕戦となったアジア・ジャパン沖縄オープンで2勝目を挙げた。その後青木功のキャディーなども経験、青木からは「ヒデ」と呼ばれ「俺の若い頃そっくり、1つ2つ落としても"関係ねえ"って顔してる」とコメントされている。2004年末に2度目の挑戦でPGAツアーの「クオリファイイング・トーナメント」に合格し、2005年にPGAツアーのシード権を獲得したが、腱鞘炎に悩まされ、出場20大会中14大会で予選落ちに終わったため、シーズン終了を待たずに9月の途中で日本へ帰国した。全英の裏開催になるBCオープン31位が最高位で、1年で稼いだ賞金は6万ドル（約700万円）だった。それまで練習嫌いで有名だったが、猛練習に打ち込み2006年6月、JCBクラシック仙台で日本ツアー3勝目、20代では最多勝利となった。優勝インタビューで「ぼくの時代が来ました」と豪語。2006年の全英オープンでは、3日目に66の好スコアを出し、首位のタイガー・ウッズに3打差の7位タイに浮上した。最終日には2番のバーディーで一時3位に浮上し、ウッズ、セルヒオ・ガルシア、アーニー・エルスら世界の名手が並ぶ上位に“TANIHARA”の文字を掲げ、海外メディアから「TANIHARAって誰だ?」と問い合わせが殺到した。6番で痛恨のダブルボギーをたたき9位に後退したものの、その後は挽回し最終的に5位タイと健闘した。二桁のアンダーパーは日本人メジャー史上初。獲得賞金17万ポンド（約3400万円）は日本の賞金ランクにも加算される。全英オープンからの帰国後、サン・クロレラクラシックでも優勝し、年間2勝目を挙げる。全米プロゴルフ選手権にも出場した（4オーバーパー＝292ストローク、55位タイ）。2007年、前半戦こそスイングの改造が思うように功を奏せず、予選落ちや失格などで結果が残せないでいたが、6月開催の～全英への道～　ミズノオープンよみうりクラシック付近から徐々に効果が現れ始め、8月末フジサンケイクラシックで優勝、続くサントリーオープンでも優勝し、2週連続優勝という自身初の快挙を成し遂げる。ただしこの2試合は共に台風による54ホール短縮競技となっており、「2週連続短縮競技優勝」という珍妙な記録も同時に達成。谷口徹・片山晋呉には及ばなかったものの賞金ランキング4位でシーズン終了。2008年、2月に用具契約をブリヂストンスポーツからプロギア（横浜ゴム）に変更。7月15日、元ココナッツ娘。のメンバーで女優の長手絢香との結婚を発表。2010年、KBCオーガスタゴルフトーナメントで優勝し、ツアー通算9勝目を挙げた。バラエティ番組で知り合った石橋貴明と仲が良く、石橋は谷原をゴルフの師匠と呼んでいる。2011年、マネジメント契約先の所属事務所をフォロースルーからトライストーンスポーツへ移籍。その後、エイベックス・スポーツへ移籍。2014年、プロギア（横浜ゴム）から本間ゴルフにクラブ契約を変更。ユーラシアカップに出場。2017年には世界ゴルフ選手権の一戦であるデルテクノロジーズ・マッチプレーでベスト4進出を果たす。5月のBMW PGA選手権では3位タイに入った。