小学五年级那年，年仅十岁的三瓶由布子加入了剧团若草，由此开启了她在舞台剧领域的童星演艺之路。作为配音演员的出道作品是2000年的电视动画《外星BB撞地球》，她在其中饰演了西远寺彷徨一角。自此之后，她一度专注于少年角色的配音工作。2005年，她在电视动画《交响诗篇》中为兰顿·萨斯顿献声；到了2006年，则通过电视动画《樱兰高校男公关部》中的夷川刊一角，首次挑战了女性角色的配音。在学生时代，她的课余活动也与表演和媒体密切相关：初中时期加入了学校的演剧部，高中阶段则成为放送部的一员，进入大学后更是选修了写真学科，进一步拓宽了艺术视野。2006年12月23日起，由于原本为《童话枪手小红帽》中铃风草太配音的声优熊井统子因病需要休养，三瓶由布子接替了她，承担起该角色的配音任务。凭借多年的出色表现，她在2019年荣获了第13届声优奖的主演女优赏。2025年10月31日，由她参与配音的动画电影《机动战士高达：铁血的奥尔芬斯 Urdr-Hunt》正式上映。
三瓶由布子拥有多个为人熟知的昵称，例如ゆうゆう、ぺーちゃん、三瓶ちゃん以及さんちゃん等。作为一名声优，她尤其擅长演绎少年角色，其声音特质与表演风格使她在这一领域备受认可。由于她配音的作品频繁在周日播出，因此在粉丝间获得了“日曜声优”的亲切称号。在个人兴趣方面，她热衷于拍照与摄影，常常通过镜头记录生活点滴。在职业道路上，她十分敬重剧团若草时的前辈饭冢雅弓，将其视为学习的榜样。音乐方面，她特别喜爱SPITZ和YUKI这两位歌手的作品。此外，她对《〈世界名作剧场〉系列》中出现的《彼得潘的冒险》怀有深厚的感情，可谓情有独钟。自小学时期起，她就经常阅读月刊少女杂志《RIBON》，尤其喜爱其中谷川史子创作的作品，这些作品陪伴她度过了成长的岁月。2008年3月，她顺利完成了大学学业。随后在2009年12月，她与小清水亚美共同组建了声优组合“±ふぃに”，两人在合作中展现了良好的默契。2011年9月，她与小清水亚美、折笠爱一同离开了原所属事务所Production baobab，并于同年10月加入了AXL-ONE，开启了职业生涯的新阶段。2013年2月28日，恰逢她的生日，她通过个人博客公布了结婚的喜讯，丈夫是圈外人士。2014年10月1日，她再次通过博客分享了自己第一个孩子出生的消息，迎来了母亲的身份。而在她33岁生日当天，她又一次公布了怀孕的喜讯，宣告家庭即将迎来新的成员。
在参与动画作品《外星BB撞地球》的配音工作期间，她有幸结识了为女主角光月未梦献声的知名声优名冢佳织，两人因合作而建立起初步的友谊。令人感到巧合的是，这段缘分并未就此结束，随后她们又因共同参与《交响诗篇》的演出而再度相聚，实现了第二次愉快的合作。另一方面，由步子与小清水亚美以及平田真菜早在剧团若草时期便已相互熟悉，尤其是与小清水亚美之间，尽管日常相处时常会听到诸如“恶心！”或“滚！”这类听起来不太友善的玩笑话，但这实际上正是两人关系亲密无间的独特体现，这种直言不讳的交流方式恰恰证明了她们之间深厚的默契与信任。在2007年1月13日，当她们一同作为特邀嘉宾出席广播节目《アニスパ》时，三瓶由布子扮演新郎，小清水亚美则扮演新娘，两人甚至在节目中举行了一场趣味盎然的模拟婚宴，这段互动也成为粉丝们津津乐道的趣事。此外，她与共同出演《Yes！光之美少女5》系列作品的伊濑茉莉也也保持着非常深厚的友情，两人在长期合作中培养了真挚的情感。
《SUPER LOVERS》系列的第一部作品，即 [###BOOKTITLE_1###]，于2011年3月下旬正式推出。紧接着，该系列的第二部作品 [###BOOKTITLE_2###] 也在同年5月下旬与读者见面。这两部作品共同开启了故事的主要篇章，其中特别描绘了核心人物海棠零在其童年时期的经历与成长轨迹，为后续情节的发展奠定了重要的基础。