少女时代曾在花柳禄寿门下跟随花柳禄之助学习日本舞。毕业于大阪府立泉大津高等学校→京都府立第一高等女子学校（现为京都府立鸭沂高等学校）。
1950年，富士子在近700人的应征者中脱颖而出，荣登第1届日本小姐的宝座。她那稀世美貌甚至在评委当中也引起了不小的话题，在极短的时间内便一致通过了日本小姐的选定。这次的第1届日本小姐大赛成为了当时还处在停战后不久日本的愉快的话题。当时审查以及颁奖的情景被拍成了新闻电影（黑白），至今仍保存完好。同年，她以日本小姐的身份公开访美，在美国也成为公众话题。当选日本小姐后，她不断受到电影界的邀请，但本人却没有当演员的意思。直到姐姐喜代子的“以后的女性都应该有工作”这番话，才让她下定了当女演员的决心。
1953年，在各家电影公司的争夺下，富士子最终进入了大映公司。当时合同的内容是“1部影片的出场费，按浮动工资制，第1年10万日元，第2年20万日元，第3年30万日元。3年后则成为自由合同”，但事实上3年后并没有遵守自由合同的约定。同年，她在电影《花之讲道馆》中与长谷川一夫，演对手戏，这部影片也成了她的处女作。她被誉为战后选美出身的第1号女演员。
参加第1届日本小姐选美时的富士子之后她相当活跃，在1954年的《金色夜叉》（岛耕二导演）、1955年的《妇系图 汤岛的白梅》（衣笠贞之助导演）以及许多其他的电影中担任女主角。1956年的电影《夜之河》(吉村公三郎导演）大受好评，除了美貌以外，她的演技也受到了很高的评价。在这以后，她作为大映的招牌女演员继续活跃于银幕，也成为了日本女演员的代表人物之一。
1963年1月，与大映的合同即将在月底到期，富士子主张与前年相同条件的“一年出演两部大映的片子，两部其他公司的片子”，但是没有被接受，于是她声称要在1月底合同期满后成为自由人。当时大映的社长永田雅一火冒三丈，威胁要解雇，并利用“五社协定”来限制她。与之相对，山本则发表了自己的自由宣言，于同年2月28日在帝国酒店召开了记者见面会，会上她做了如下发言：“即使因此我再也不能再出演电影了，那也是没办法的事情。我要坚持自己的立场。我认为那样做，我的人生才有意义，我才能称得上是一个人。”，完全不顾周围让他向永田社长道歉的声音。而与之针锋相对的永田也不肯退让，单方面将其解雇，并利用五社协定，使得她无法再出演其他公司以及独立制片社的电影和演出了。这起事件在当时甚至被提交至国会，在民间也被责难为“侵犯人权”。失去了这位招牌女演员的大映的电影院顿时变得门庭罗雀，这也可以算得上是诱发大映破产以至整个日本电影界衰退的一个间接原因了。此后，她则在电视剧上谋求生路。在主演了《山本富士子Hour》等节目，博得好评后，又在舞台上开拓了一片新天地，至今仍一心一意致力于舞台艺术。
另外，从五社协定到至今的45年间，她一直都没有回归电影界。
2002年12月，在日本经济报上开始连载《我的履历书》。
1962年，与作曲家山本丈晴氏（旧姓・古屋）结婚,育有一子。