就讀于日本播音演技研究所。高中在學(xué)期間,首次在日本電視臺(tái)播出的深夜電視動(dòng)畫《歸宅部活動(dòng)記錄》中飾演九重克蕾雅,成為聲優(yōu)的出道作品。2014年加入I'mEnterprise。同年9月開始在「講談社輕小說文庫頻道」接下MC一職演出。2016年4月首播的原創(chuàng)電視動(dòng)畫《甲鐵城的卡巴內(nèi)里》飾演無名成為她在配音界首次擔(dān)任女主角的演出作品。2017年獲第11屆聲優(yōu)賞新人女聲優(yōu)獎(jiǎng)。
高中在學(xué)期間曾加入吹奏樂社并在大賽中出場(chǎng),負(fù)責(zé)吹奏的樂器是Boehm式B?單簧管。在飾演《甲鐵城的卡巴內(nèi)里》的女主角無名時(shí)受到一起在同名作品共演的內(nèi)田真禮的贊賞,內(nèi)田說：「第1話就全面發(fā)揮角色的演技讓人覺得好厲害」。
2019年12月29日,千本木彩花與配音演員畠中祐登記結(jié)婚。
※粗體字表示說明飾演的主要角色。