4歳の頃にスカウトされ、1996年からファイブ☆エイトに所属し子役として芸能界デビュー。『やっぱりさんま大先生』レギュラー出演ほか、数多くのテレビドラマ・映画に出演した。

2010年夏頃、イトーカンパニーに移籍[5]。芸名の表記を本名の「扶樹」から「モトキ」に改めた。

2012年
第4回TAMA映画賞 最優秀新進女優賞（『桐島、部活やめるってよ』『Another』『HOME 愛しの座敷わらし』『貞子3D』など）[18]
第34回ヨコハマ映画祭 最優秀新人賞（『桐島、部活やめるってよ』『Another』『ツナグ』『HOME 愛しの座敷わらし』）[19]
第86回キネマ旬報ベスト・テン 新人女優賞（『桐島、部活やめるってよ』『Another』『ツナグ』ほか）[20]
第36回日本アカデミー賞 優秀新人俳優賞（『桐島、部活やめるってよ』『HOME 愛しの座敷わらし』『Another』）[21]
第17回日本インターネット映画大賞 ニューフェイスブレイク賞（『Another』『HOME 愛しの座敷わらし』『ツナグ』『桐島、部活やめるってよ』）[22]
第67回日本放送映画藝術大賞 映画部門 優秀新人賞（『桐島、部活やめるってよ』）[23]
2013年
第4回日本シアタースタッフ映画祭 助演女優賞（『桐島、部活やめるってよ』）[24]
2014年
第38回エランドール賞新人賞[25]

2009年1月に松田龍平と結婚し、同年7月に第1子となる長女を出産[3]。

９日発売の写真週刊誌「ＦＲＩＤＡＹ」が、『橋本愛「共演俳優と自宅で」』というタイトルで２人の熱愛を報道。これを受けて落合のブログに批判的なコメントが殺到し、同日コメント欄が閉じられた。

4月中旬の深夜、落合と橋本は体を寄せ合って歩き、彼女の自宅マンションへ…。別の日には、目黒区内のバーで知人を交えて食事をし、二人きりでカラオケも楽しんだ後、今度は落合の自宅にお泊まりをした。

映画「桐島、部活やめるってよ」（監督吉田大八）で恋人役として共演した落合とのスキャンダル。報道陣から「彼とＬＩＮＥ（ライン）やってますか？」「その後彼と会ってますか？」などの質問が飛んだが、聞こえていないのか、無反応で退場した。