1950年5月18日埼玉県本庄市に、本庄市議会議員を務める渡辺康雄の娘として生まれる。1973年、京都大学農学部を卒業、アメリカ・ウィスコンシン大学大学院へ留学を経て、1981年、京都大学大学院農学研究科博士課程を修了、京都大学より農学博士(論文名『琵琶湖の水問題をめぐる生活環境史的研究』)を授与される。滋賀県立琵琶湖博物館研究顧問、京都精華大学人文学部教授を歴任し、2006年7月2日の滋賀県知事選に当選して全国で5人目の女性知事となる。
2006年、「もったいない」を合言葉に、新幹線新駅の建設凍結、県内に計画されているダムの凍結見直し、廃棄物処分場の中止などを主張して滋賀県知事選挙に出馬して当選。2010年7月、滋賀県知事選挙に再選を目指して出馬し、過去最多となる得票数419,921票を得て、自民党前衆議院議員の上野賢一郎らを破り再選。
2017年10月22日に行われる第48回衆議院議員総選挙に民進党川端達夫からの後継要請を受けて滋賀1区から出馬を表明。79,724票を獲得したが、自民党前職の大岡に約5,000票差で敗れ落選した。立候補が直前となり候補者調整ができない状況で、希望の党の公認を断られて、立憲民主党にも入らずに無所属で立候補となった。社民党が独自の候補者を擁立するなど、野党側の分裂選挙になってしまった事も敗因の1つとなった。
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