テレコム・アニメーションフィルムを経てフリー。

ジブリの動物神。
その仕事ぶりは、著書『出発点』で宮崎駿に感謝されている。
また、男鹿和雄は背景原図整理の際に二木真希子のレイアウトをそのまま使った。（『美術手帖 2008年 09月号』より）　男鹿自身、二木の自然描写を素晴らしいと評する。

『小さなピスケのはじめてのたび』・『小さなピスケのはじめてのともだち』という絵本では、原作及び絵を担当。動植物の描写は繊細で温かみのある絵柄である。
『世界の真ん中の木』では、想像の世界の木々の力強さを透明感あふれる絵柄で書かれている。巻末に宮崎駿の二木さんについて書かれた文章がある（『出発点』と同様の内容）
他にも、上橋 菜穂子作品のイラストを描いている。
『もののけ姫』のラストカットでコダマが登場するのは、「二木さんたっての希望」（監督）らしい。（『もののけ姫はこうして生まれた』）

病気療養中だったが、2016年5月13日に逝去。享年58歳。（トラッシュスタジオのTwitterより。）