第42屆日劇學院賞最佳女主角
第46屆日劇學院賞最佳女主角
第49屆日劇學院賞最佳女主角
第61屆日劇學院賞最佳女主角
學習成績很好，初中時擔任學生會書記，高中時一直保持全班第一，年級前五的成績。從小的愿望就是當女演員，初中時加入學校的戲劇部，戲劇部全是女生，因為身高原因，就常常扮演男性角色。
初中時的班主任中村老師是寶冢飯，建議天海去考寶冢音樂學校，為了備考寶冢音樂學校，從高一起開始在大靄子老師的芭蕾舞教室學習了兩年的芭蕾。放學后，先回家一趟，再返回芭蕾教室，從晚上六點開始練習。不停地跳兩、三個小時后，再回到家已經是十點了。兩年間從未中斷過一天的練習。
在菊華高等學校（現更名：杉并學院高等學校）學習了兩年后，1985以第一名的成績考入寶冢音樂學校，面試的時候，面試官植田紳爾老師（寶冢歌劇團劇作家、演出家，于1996-2004年擔任劇團理事長，現任劇團特別顧問）對她母親驚嘆“你竟然生出了這么棒的女兒”。
1987年從寶冢音樂學校畢業后，加入寶冢歌劇團。以初舞臺生的身份參加雪組的新人公演，是不可多見的現象。之后，分配至月組，年末以研一生的身份成為新人公演主役，創造了劇團的新記錄。
1993年8月1日，離26歲生日還差7天的天海成為了最年輕的月組主演男役，打破了大地真央創造的記錄。繼天海之后接任的三任月組主演男役（久世星佳、真琴つばさ、紫吹淳）都是她的上級生。
1995年12月26日，28歲的天海與拍檔麻乃佳世以《MeAndMyGirl》一劇退團。
退團時，受到多家事務所的邀請，選擇了親友所在的flyingbox事務所，主要在電影和舞臺劇方面發展，2002年參加NNK大河劇《利家與松》的拍攝，接受共演者唐澤壽明邀請，2003年1月1日加入研音事務所。2004年以后單獨主演電視劇較多。
2004年，主演電視劇《離婚女律師》在日本首播。5月8日，參與拍攝的電影《在世界的中心呼喚愛》在日本上映。7月7日，主演的電視劇《最后的禮物》在日本首播。
2005年3月19日，主演的電影《狗狗心事》在日本上映。4月19日，主演的電視劇《離婚女律師2》在日本首播。7月2日，主演的電視劇《女王的教室》在日本首播。10月17日，參與拍攝的電視劇《危險老姐》在日本首播。11月24日，主演的電視劇《女之一代記》在日本首播。
2006年4月17日，與矢田亞希子、玉木宏、谷原章介主演的電視劇《主播臺女王》在日本首播。
2007年1月13日，主演的電視劇《演歌女王》在日本首播，飾演大河內向日葵。3月31日，主演的電影《棒球伙伴》在日本上映。10月6日，主演的電影《南方大作戰》在日本上映。
2008年4月11日，與藤木直人、大冢寧寧、筒井道隆主演的電影《女人四十》在日本首播，飾演緒方聰子。6月7日，參與拍攝的電影《魔幻時刻》在日本上映，飾演喪服女。7月19日，參與動畫《懸崖上的金魚姬》的配音。
2009年2月7日，參與拍攝的電影《旭山動物園物語》在日本上映。3月7日，主演的電影《膠片之戀》在日本上映。4月16日，與竹野內豐、戶田惠梨香、溝端淳平主演的電視劇《BOSS》在日本首播。7月18日，與織田裕二、戶田惠梨香、佐藤浩市主演的電影《阿馬爾菲：女神的報酬》在日本上映，飾演紗江子。10月10日，主演的電影《賭博默示錄》在日本上映。10月15日，參與拍攝的電視劇《不毛之地》在日本首播。
2010年，參與拍攝電視劇《我家的歷史》。7月8日，與長澤雅美、反町隆史、寺島進主演的電影《Gold》在日本上映。
2011年4月14日，與竹野內豐、戶田惠梨香、玉山鐵二主演的電視劇《BOSS2》在日本首播。6月5日，古田新太與主演的電影《薔薇與武士》在日本上映。
2012出演日劇《青蛙公主》，再一次在電視劇中展現了她優秀的唱功。
2013年11月9日，參與拍攝的電影《清須會議》在日本上映，飾演枝毛。
2014年，與小栗旬、相武紗季、泉品子主演電視劇《鈴木商店的當家娘》。
2015年，主演于10月2日正式播放的富士電視臺特別SP《以我為名的變奏曲》，在劇中她將首次挑戰出演惡女模特。由天海佑希再次搭檔編劇游川和彥的秋季NTV水十檔期新劇定名為《偽裝夫婦》，天海佑希將在劇中飾演外表是開朗美女，實際上卻很討厭與人交往的“冰女王”。天海佑希主演的人氣刑事劇《緊急取調室》確定將時隔1年半以SP特別劇的形式復活，新SP將于9月27日正式播放。