1987年10月23日、台湾生まれ、茨城県育ち。

2007年にデビューし、ビヨンセのダンスパフォーマンスで大ブレイク。
お笑い芸人として、バラエティー番組から、ラジオ、舞台、CM、YouTubeをはじめとして、映画、ドラマ、ファッションモデルとしても幅広く活躍。2014年には、プロデューサーを務めるアパレルブランド「PUNYUS(プニュズ)」が始動。海外留学を経験し、16年10月にNY、LA、台湾で開催したワールドツアーは全公演チケット即完と、大成功を収めた。19年から東京とニューヨークの2拠点生活を開始。21年4月からは活動の本拠地をニューヨークへ移す。

インスタグラムでは、大胆かつユーモラスな表現が話題となり、フォロワー数は1000万人以上。ポッドキャストの新番組「NAOMI TAKES AMERICA」をスタートさせ、23年には「NAOMI TAKES AMERICA -The Podcast LIVE-」として、全米7都市を回るライブツアーを開催。2024年10月にはニューヨークで初のスタンダップコメディ単独ライブを開催し、チケットは販売後数分で完売。追加公演も即完売。

日本では、2024年5月15日（水）に自身初となるオフィシャルファンクラブ『NAOMI　CITY』を開設。同年10月に、初のファンミーティングとなる「第1回 渡辺直美 うにょファンミ～NAOMI CITY～」を実施。2025年には13年ぶりの日本での単独コントライブ『渡辺直美コントライブ』を開催して、大成功を収めた。

2026年2月11日（水・祝）にピン芸人発の東京ドーム公演「渡辺直美 (20) in 東京ドーム」を開催する。一般販売開始わずか1日で全席種が完売した。