デビュー作は、村上春樹原作の『ノルウェイの森』（2010）。主人公の恋人・緑役に抜擢され、その瑞々しい魅力が役柄にも重なり、観客に大きな印象を残した。岡崎京子原作の映画化でも注目を集めた『ヘルタースケルター』（2012）では、純粋無垢な魅力で主人公を追い詰める新人モデル・吉川こずえ役に。
『ヘルタースケルター』自身とも重なる溌剌とした若さやポジティブさを体現する役がある一方、大ヒットコミックの映画化『進撃の巨人 ATTACK ON TITAN／エンド オブ ザ ワールド 』（2015）では物語のヒロインであり、幼い頃の悲劇や過酷な経験から無表情で無口、非情な討伐を行うミカサ役。
『進撃の巨人 ATTACK ON TITAN／エンド オブ ザ ワールド』『奥田民生になりたいボーイと出会う男すべて狂わせるガール』（2017）では自由奔放で主人公を振り回すファッションプレス・天海あかり役を演じるなど、シリアスからコメディまで俳優として振り幅の広さを見せた。
『奥田民生になりたいボーイと出会う男すべて狂わせるガール』また、ワールドワイドな人気を誇る水原さんは、Netflixオリジナルシリーズ「クィア・アイ IN JAPAN！」（2019）ではガイド役を務めており、“ファブ5”の様々な人の生き方に向きあう姿が水原さん自身の発信しているメッセージとも重なる。
「クィア・アイ in Japan!」現在公開中の『あのこは貴族』では、地方から上京し自力で生き抜こうとする女性をリアリティと存在感をもって演じていると評判となっている。
そして最新作『彼女』では、裕福な家庭に生まれ育ち、恵まれた人生を送っているかに見えるも、同性愛者であることを周囲に隠しているレイ役に。自身にとって初の主演作になる本作で好きな人を守るために人を殺してしまうという役柄について、「チャレンジしかなかった」と水原さん。
Netflix映画『彼女』「（共演のさとうほなみと）2人で戦ったという感じです。基本的に私達は自分の内面との戦いで、自問自答を繰り返す日々がずっと苦しかった」と、大きな挑戦を共演のさとうさんと乗り越えたことをふり返った。最大の熱量で挑んだ本作では、水原さんの新境地を目にすることができそうだ。
Netflix映画『彼女』また、『彼女』からは新場面写真も到着。少し不安のよぎった表情で電話を手にする姿1つからも、背後にあるドラマが見えてくる力強さがある。
Netflix映画『彼女』は4月15日（木）よりNetflixにて全世界同時配信。
