代表作有《
第八日的蝉》《明天妈妈不在》《水户黄门》《只要活着就好》《玫瑰色的圣战》《完美的蓝》《大奥永远右卫门佐·纲吉篇》 《Unfair2013SP 双重定义 Yes or No?》《喷嚏大魔怪》《我的绅士时尚》《
怪谈:三岛屋奇异百物语》《心理学家成海朔的挑战:少女为何必须失忆?》《妈妈和爸爸活着的理由》《永远的0》《玻璃芦苇》《
小希》《流浪者年代记》等。
2011年,渡边木实在电影《第八日的蝉》中饰演
井上真央扮演的主人公的年幼期角色,凭借该角色获得了第 35届日本奥斯卡金像奖新人演员奖,是历史上以最年幼的获奖者。同年还参演了电视剧《
水户黄门》、《只要活着就好》、《玫瑰色的圣战》。
2012年,渡边木实参演了
泷本美织主演的犯罪推理日剧《
完美的蓝》第七话。12月,出演了人
堺雅人主演的电影《大奥永远右卫门佐·纲吉篇》,并在剧中饰演了松姬一角。
2013年,渡边木实出演了
北乃纪伊主演的日剧SP《Unfair2013SP 双重定义 Yes or No?》。11月,出演了
村上信五主演的校园喜剧《喷嚏大魔怪》。
2014年,渡边木实与
芦田爱菜、
铃木梨央共同出演了社会性话题争议之作《
明天,妈妈不在》,并在中饰演
波比一角。4月,出演了
泷藤贤一主演的深夜剧《
我的绅士时尚》。8月,出演了
波瑠主演的灵异悬疑剧《
怪谈:三岛屋奇异百物语》。10月,
渡边参演了
山下智久主演的日剧SP《心理学家成海朔的挑战:少女为何必须失忆?》。11月还出演了
吹石一惠主演的温馨家庭剧《妈妈和爸爸活着的理由》,在剧中饰演女主的女儿吉冈亜 衣。