1997年12月13日，参与拍摄的电影《金田一少年事件簿之上海人鱼传说》在日本上映

2001年4月12日，参与拍摄的电视剧《恶女17》在日本首播；10月9日，参与拍摄的电视剧《再见，小津先生》日本首播‘’10月20日，参与拍摄的电影《GO!大暴走》在日本上映。

2002年1月19日，参与拍摄的电影《鬼水凶灵》在日本上映。

2003年6月3日，参与拍摄的电视剧《大奥》在日本首播。

2004年3月1日，参与拍摄的电影《生活艰难所以快乐第二部》在日本上映；7月10日，参与拍摄的电影《69》在日本上映；10月5日，主演的电视剧《母亲与情人》在日本首播；10月9日，参与拍摄的电影《isA.》在日本上映。

2005年9月，参与拍摄的电影《深红》在日本上映；11月19日，参与拍摄的电影《月光浪子》在日本上映；12月10日，参与拍摄的电影《校园恍神》在日本上映。

2006年1月9日，主演的电视剧《西游记》在日本首播；4月13日，参与拍摄的电视剧《医龙》在日本首播；5月13日，参与拍摄的电影《明日记忆》在日本上映；10月16日，与上野树里主演的电视剧《交响情人梦》在日本首播。

2007年7月14日，参与拍摄的电影《西游记》在日本上映；10月11日，参与拍摄的电视剧《医龙2》在日本首播；10月25日，参与拍摄的电视剧《美味米饭》在日本首播；11月30日，主演的电视迷你剧集《为爱痴狂2007特别篇》在日本首播。

2008年1月4日，主演的电视电影《交响情人梦》在日本首播；4月10日，与长泽雅美、上野树里、瑛太主演的电视剧《最后的朋友》在日本首播；7月5日，主演的电影《变色龙》在日本上映；8月2日，主演的电视剧《33分侦探》在日本首播；同年主演电视剧《梦象成真》。

2009年1月9日，主演的电视剧《必杀仕事人2009》在日本首播；2月23日，与香椎由宇、加藤罗莎、释由美子主演的电视迷你剧集《各血型女人结婚的方法》在日本首播；4月11日，主演的电视剧《天生妙手》在日本首播；7月24日，主演的电视剧《双头犬》在日本首播；12月19日，与上野树里、瑛太、玉木宏主演的电影《交响情人梦最终乐章：前篇》在日本上映。

2010年1月9日，主演的电影《彼岸岛》在日本上映；1月16日，主演的电影《爱妻家》在日本上映；1月23日，主演的电影《Iam》在日本上映；4月17日，参与拍摄的电影《交响情人梦最终乐章：后篇》在日本上映；6月27日，主演的电视剧《新熟女时代》在中国台湾首播。

2011年1月9日，与上野树里、宫泽理惠、向井理主演的电视剧《江～公主们的战国》在日本首播；4月15日，与锦户亮主演的电视剧《养狗这回事》在日本首播；5月14日，与竹野内丰、树木希林、柄本明主演的电影《大木家的美妙旅行：新婚地狱篇》在日本上映。

2012年，参演WOWOW电视剧《罪与罚》。

2013年，主演电影《二重身》，挑战一人分饰两角，2014年1月18日全国上映。

2014年1月13日，与松本润、石原里美主演的电视剧《失恋巧克力职人》在日本首播；7月15日，主演电视剧《东京猩红~警视厅NS系》，这也是她时隔五年后再次出演女刑警角色；10月11日，与山下智久、小松菜奈主演的电影《近距离恋爱》在日本首播；同年主演电影《福福庄的小福》。

2015年，为玄幻电影《彼得潘》日本版配音；1月13日，出演由中谷美纪主演的电视剧《代笔作家》播出；1月15日出演在TBS金十档的电视剧《别让我走》播出。

2016年3月12日，与田村正和和广末凉子共同主演的电视剧《买地区报纸的女子》播出；12月16日，主演改编自同名四格漫画的《东京女子图鉴》真人版电视剧通过amazon平台播出。

2017年，4月13日，与桐谷美玲主演的电视剧《外貌协会100%》播出；7月18日，出演由洼田正孝主演的电视剧《是我们干的》播出；10月，出演由筱原凉子主演的电视剧《大众之敌》（第二集）播出。

2018年，4月出演网络剧《女神探夏洛克》的第一集，6月主演连续剧《双重幻想》。

2019年，出演1月10日播出的连续剧《丑闻专门律师QUEEN》。

2017年，水川麻美与男演员洼田正孝共同出演电视剧《是我们做的》，以此为契机发展为交往关系；11月，两人的恋情曝光。2019年9月21日，洼田正孝水川麻美宣布结婚。

2010年主演的电影《Iam》中，水川麻美靓丽的容颜十分符合护士的外貌特征；拥有独特存在感的水川，在片中“寻找自我”完全可以说是她的本色演出；水川凭借该片摆脱“千年绿叶”的尴尬境地，从2010年开始真正以主角身份亮相大荧幕。