横山由衣は栃木県出身のアイドル、歌手、女優。1988年10月17日生まれ。血液型はB型。所属事務所は太田プロダクション。

1996年、セントラル子供劇団に所属し、子役として芸能活動を開始。2000年ごろからジュニアアイドルとして活動。

2005年、THE ALFEEの高見沢俊彦がサウンド・プロデュースしたジュニアアイドルユニット「Doll’s Vox」に所属。

2006年、「第二期AKB48追加メンバーオーディション」に合格し、AKB48劇場のチームK初日公演で公演デビュー。

2007年、アニメOVAシリーズ『ICE〈劇場版〉』で声優に初挑戦。AKB48として『第58回NHK紅白歌合戦』に初出場。

2008年、ドラマ『弁護士 一之瀬凛子シリーズ』に出演。

2009年、『テケテケ』で映画初主演。『AKB48 13thシングル 選抜総選挙「神様に誓ってガチです」』で2位となり、メディア選抜入り。

2010年、ドラマ『マジすか学園』に出演。『AKB48 17thシングル 選抜総選挙「母さんに誓って、ガチです」』で1位となりメディア選抜入り。『霊能力者 小田霧響子の嘘』に出演。DVD『君は、僕のもの』を発売。

2011年、北原里英、指原莉乃、横山由依と新ユニット「Not yet」を結成し、デビューシングル曲『週末Not yet』を披露。AKB48オフィシャルショップ香港で「大島優子フェスティバル」開催。「NHK春の新番組」の魅力を伝える「チームぴちぴちNHK」をAKB48メンバーとともに結成。月9ドラマ『私が恋愛できない理由』に出演。ニホンモニターによる「2011年タレントCM起用社数ランキング」で、女性タレント最多の19社のCMに起用されたことが発表される。

2012年、ドラマ『カエルの王女さま』に出演。『AKB48 in TOKYO DOME 〜1830mの夢〜』初日公演でチームKキャプテンに就任。『AKB48 29thシングル選抜じゃんけん大会』で28thシングル『UZA』にて松井珠理奈とダブルセンターを務めることが発表。

2013年、ドラマ『安堂ロイド〜A.I. knows LOVE?〜』に出演。『第64回NHK紅白歌合戦』でAKB48卒業を発表。

2014年、『AKB48単独&グループ 春コン in 国立競技場〜思い出は全部ここに捨てていけ!〜』で卒業セレモニーを開催。AKB48劇場での『大島優子卒業公演』でAKB48を卒業。

2015年、ドラマ『銭の戦争』に出演。映画『紙の月』で「第38回日本アカデミー賞」優秀助演女優賞を受賞。ドラマ『ヤメゴク〜ヤクザやめて頂きます〜』で連続ドラマ初主演。舞台『No.9 -不滅の旋律-』に出演。

2016年、NHK朝の連続テレビ小説『あさが来た』に出演。

2017年、ドラマ『東京タラレバ娘』に出演。芸能活動を一時休業し、アメリカへ語学留学。

2018年、帰国し、自身が出演するスマホ向けゲーム『ファントム オブ キル』の新テレビCM発表会に出席。

2019年、舞台『罪と罰』に出演。NHK朝の連続テレビ小説『スカーレット』に出演。