1987年11月，还在就读初二的木村拓哉加入了杰尼斯事务所。1988年3月，与中居正广、香取慎吾、稻垣吾郎、森且行、草彅刚五人组成SMAP而正式出道。
1989年，16岁的木村拓哉被舞台剧大师蜷川幸雄选中，参演改编自唐十郎作品的舞台剧《导盲犬》，公演时木村刚满17岁。
1990年4月30日，参演日本单元剧《弟弟》，饰演曾我碧郎。1991年，在电视剧《拄拐杖的橄榄球员》中饰演一名残疾球员。1992年，参演北川悦史子编剧的女同性恋作品《是谁偷走我的心》，开始走红。
1993年6月14日，主演电视剧《伊豆的舞女》，饰演川崎；同年10月11日，出演爱情剧《爱情白皮书》，饰演取手治，并凭借该剧获得了TVGuide和TVLife的最佳男配角奖。他在剧中佩戴的笨重黑框眼镜也在日本风靡一时；同年，在时尚杂志《anan》举办的“最受欢迎男性”排行榜中取得第五名。
1994年，出演首部电影《足球风云》，在剧中饰演久保嘉晴，并凭借该片获得第7届石原裕次郎新人奖；同年，在青春偶像剧《青春无悔》中饰演上田武志。
1995年9月18日，出演电视剧《你在时间的彼方》，在剧中饰演松平元康；9月23日，出演电影《爱与梦飞行》，在片中饰演上田淳一郎。
1996年，主演都市恋爱电视剧《悠长假期》，在剧中饰演弹钢琴的音乐学院毕业生濑名秀俊；该剧大结局收视率为36.7%，该剧播出时造成了“月九不出门”的社会现象。同年12月12日，木村个人策划并通过个人事务所出版写真集《木村拓哉》。
1997年4月16日，出演电视剧《快递高手》，在剧中饰演的早坂由纪夫有摆弄蝴蝶刀的镜头。造成大量因青少年模仿而发生的伤害事件，迫使剧组不得不删减木村玩刀情节。同年，与松隆子合作，主演青春偶像剧《恋爱世纪》，在剧中饰演片桐哲平，该剧平均收视率为30.8%，木村凭借该剧第二次获得日剧学院赏最佳男主角。
1998年，参演都市恋爱剧《沉睡的森林》，饰演伊藤直季，并凭借该剧第三次获日剧学院赏最佳男主角。
2000年，主演爱情电视剧《美丽人生》，剧中饰演冲岛柊二，大结局收视率为41.3%，平均收视率32.3%，打破近了十年来民放日剧的平均最高收视纪录，木村也凭借该剧第四次获得日剧学院赏的最佳男主角奖。
2001年，主演剧情类电视剧《HERO》，在剧中饰演检察官久利生公平。因木村结婚，该剧遭冷处理，取消了本应有的宣传，但该剧首集收视却高达33.4%，最终成为日剧史上第一部每集收视均超过30%的剧集。木村凭借该剧第五次获得日剧学院赏最佳男主角。由于木村在剧中饰演的角色职业为检察官，令本不受欢迎的检察官取代律师成为当时各校法律专业学生首选的职业。
2002年，主演悬疑类电视剧《从天而降的一亿颗星星》，在剧中饰演法国料理餐厅的见习生片濑凉。并凭借该剧第六次获得日剧学院赏最佳男主角。
2003年，主演以航空业为背景的电视剧《GoodLuck!!》，在剧中饰演飞行员新海元，该剧播出后，在911事件后陷入不景气的日本航空公司收到大量求职信，航空业成为日本人向往的职业。
2004年1月，主演冰球类电视剧《Pride》，在片中饰演名为里中ハル的冰球选手，该片使日本冰球运动的观众增加了3倍。5月，木村拓哉出演的王家卫执导的电影《2046》入围戛纳电影节竞赛片。木村在嘎纳电影节时说戛纳像热海，在日本引发了去热海旅游的热潮，该市长专门通过媒体表达了对木村的感谢之情。同年11月，给宫崎骏导演的动画电影《哈尔的移动城堡》男主人公哈尔配音，宫崎骏让木村自由发挥，最终木村只用了3个半小时就完成配音。宫崎骏认为木村就是哈尔，对其配音很满意。
2005年4月，主演赛车类电视剧《Engine》，在剧中饰演赛车手神崎次郎。
2006年，主演武士道电影《武士的一分》，在片中饰演武士三村新之丞，并凭借该片获得日本电影学院奖最佳男主角优秀奖及最优秀奖提名、蓝丝带奖最佳男主角提名、日刊体育电影大奖影帝、。同年，主演的电视剧特别篇《律政英雄之小镇风云》以平均30.9%、瞬间34%的收视率延续《HERO》的优秀成绩，成为当年除世界杯等体育赛事转播之外，所有民间节目中收视率最高的电视节目。
2007年1月，主演电视剧《华丽一族》，饰演万表铁平，并凭借该剧第七次获得日剧学院赏。受该剧影响，外景地神户市入境游客超过一千万，创神户入境游客流量史上第二高。该剧周边商品“华丽面包”创下了23亿日元的业绩成为山崎面包史上销量第一。同年，主演的电影《武士的一分》最终票房为41亿，打破日本时代片票房纪录，成为松竹电影公司史上最卖座的电影。同年9月，主演电影《HERO》，票房达到81.5亿，该片成为2007年日本本土电影票房冠军。
2008年，主演政治剧《Change》，饰演日本史上最年轻的首相朝仓启太，挑战日剧史上平均收视只有10%的政治题材，最终该剧创下平均收视21.7%的政治剧最好成绩，并凭借该剧第八次获日剧学院奖最佳男主角。最后一集朝仓总理的22.5分钟长篇讲演有15页台词，并设计为一镜到底的长镜头，木村既未用提词板也未NG，一气呵成，创造了日剧史上最长单镜头记录。同年，电影版《HERO》的DVD销量达到22.4万，成为年度电影DVD销售冠军。
2009年，主演侦探剧《Mr.Brain》，在剧中饰演科学家九十九龙介，该剧的周边商品“健脑面包”，成为山崎面包史上销量第二高。
2010年，主演科幻电影《宇宙战舰大和号》，饰演船员古代进。该片最终票房为41亿日元，为日本本土电影年度票房排行榜第四位，并被选为朝日新闻2010年度十大最佳影片。同年，与林志玲合作，主演浪漫爱情剧《月之恋人》，饰演社长叶月莲介。
2011年，主演TBS六十周年台庆剧《南极大陆》，该剧以日本第一次南极科考队真实经历为蓝本，同类严肃题材的作品收视在10%出头，该剧首集收视为22.2%，该剧播出后，去参观剧中破冰船“宗古号“真身的游人创下纪录。为纪念日本电视于该年七月彻底进入数字信号播放时代，富士电视台实施全国万人调查“电视史上最令电视生辉的100人”，木村荣登演员榜首。
2012年，主演剧情剧《Priceless》，饰演金田一二三男，并凭借该剧第九次获日剧学院奖最佳男主角；该剧播出后带动剧中关键道具保温瓶热销。同年，获得中国华鼎奖2011亚洲演艺名人公众形象满意度调查日本地区第一名。
2013年11月，主演科幻电视剧《安堂机器人》，饰演安堂ロイド与沫嶋黎士两个角色。木村在剧中佩戴了一副黑色镜框的眼镜，该剧首集上映前，只是张贴宣传海报，许多店铺出售的同款眼镜就被抢购一空。
2014年，主演破案题材电视剧《HERO2》，饰演检察官久利生公平，并凭借该剧获得第82届日剧学院奖最佳男主角，这是他第十次获得该奖项。
2015年4月16日，主演剧情类电视剧《I'mhome》，饰演丈夫家路久。同年7月18日，主演电影《HERO》，该片最终票房46.7亿，为日本本土电影年度票房排行榜第三位。
2017年1月15日，再度与竹内结子合作，主演医疗类电视剧《ALIFE～深爱的人～》，剧中饰演外科医生冲田一光。4月29日，主演改编自同名漫画的动作电影《无限之住人》，5月18日，该片入选非竞赛单元影片，在戛纳电影节进行展映。木村拓哉与导演三池崇史、女演员杉咲花参加了戛纳电影节，接受了世界多国媒体采访，并时隔13年再次踏上戛纳电影节的红地毯。
2018年1月，主演的电视剧《BG~身边警护人~》在日本朝日电视台首播，饰演保镖。8月24日，与二宫和也共同主演电影《检察方的罪人》。
2019年1月，与长泽雅美共同主演悬疑推理电影《假面饭店》。同年，主演根据长冈弘树悬疑小说改编的富士台建台60周年特别企划剧《教场》。同年10月，主演电视剧的《GrandMaison东京》播出。
1991年1月1日，随SMAP组合首次在日本武道馆举行演唱会，同年9月9日、通过发行CD《Can'tStop!!-LOVING-》出道。年末，随组合首次登上第42届NHK红白歌会。
2003年，随组合发行的单曲《世界に一つだけの花》创作了200万张以上的销量，并凭借该曲随组合登上年末举办的第54届NHK红白歌会。
2005年，再次凭借《世界に一つだけの花》随组合登上第56届NHK红白歌会的舞台，也是第二次被作为压轴表演曲目。
2010年，时隔五年，随组合再次登上第61届NHK红白歌会的舞台，并且第3次作为压轴表演，演唱歌曲《Thisislove'10SPメドレー》。
2011年5月21日，时任国务院总理在访问日本期间在下榻酒店会见SMAP，并邀请SMAP来中国举行演唱会，SMAP成为了中国领导人首个单独会晤的日本艺人。同年8月16日，SMAP在北京召开新闻发布会，正式宣布将于同年9月16日在北京举行SMAP出道二十年以来的首次海外公演。为感谢中国政府在日本地震时给予的援助，演唱会主题为“加油日本，感谢中国，亚洲一家”，该演唱会同时作也被选为“中日邦交正常化40周年”前奏献礼活动。同年9月16日，SMAP在北京工人体育场举办了演唱会，聚集了3万名观众。年底，木村拓哉随组合登上第62回NHK红白歌会的舞台，并且连续两年、第4次表演压轴曲目，演唱《SMAPAID红白SP》。
2012年，随组合登上第63回NHK红白歌会的舞台，并且连续三年、第5次作为表演压轴曲目的组合，演唱《SMAP2012'SP》，这也是史上第一次由白组连续三年表演压轴曲目。
2013年，随组合登上第64回NHK红白歌会的舞台，并且连续四年、第6次作为表演压轴曲目的组合，演唱《Joymap!!》，这也是史上第一次由白组连续四年表演压轴曲目。
2016年1月13日，随着SMAP的经纪人饭岛三智的辞退，除木村拓哉以外的其他四人中居正广，稻垣吾郎，草剪刚，香取慎吾也一起表示要辞退杰尼斯事务所，SMAP组合陷入解散危机。1月18日，成员5人在电视机节目《SMAP×SMAP》中，直播向民众道歉的过程，澄清SMAP不会解散。此次直播使推特访问量大增，导致推特服务器一时间瘫痪。此次的《SMAP×SMAP》节目最高瞬间收视率也到达了37.2%。同年8月14日，杰尼斯事务所宣布SMAP确定解散，五人团队活动将于2016年12月31日截止。解散后五位成员仍属于杰尼斯事务所艺人，将专注solo活动。
2016年12月26日，持续了20年的综艺节目《SMAPxSMAP》正式画下句点，电视台以5小时特别节目播出。SMAP众团员在最后的舞台演唱《世界上唯一的花》，透过镜头向日本全国粉丝90度鞠躬道别。
2019年9月29日，在自己的收音广播节目《木村拓哉FlowsupportedbyGYAO!》中，宣布将作为歌手展开活动。2020年1月8日，发行个人首张专辑《GowiththeFlow》。
2018年12月13日，首次担任游戏中主角，在PS4游戏《审判之眼：死神的遗言》中，担任游戏主角八神隆之的CG形象以及为该角色全程配音。
