奈良県生駒市出身。ペンネームは本名の姓「森見」に、この地にゆかりの深い登美長髄彦にちなんだ名前を合わせたものである。奈良女子大学文学部附属中学校・高等学校（現：奈良女子大学附属中等教育学校）卒業。京都大学農学部生物機能科学学科応用生命科学コースを卒業、同大学院農学研究科修士課程修了。京大OBの父の勧めで京大に入学し、在学中は体育会のライフル射撃部に所属。2003年『太陽の塔』で第15回日本ファンタジーノベル大賞を受賞し、小説家デビュー。2006年『夜は短し歩けよ乙女』で山本周五郎賞、本屋大賞(2位)などを受賞し注目を集め、人気作家となる。三十歳の誕生日である2009年の1月6日、自身のブログ内で結婚を発表。現在は図書館に勤めるかたわら、執筆活動に励んでいる。同世代で同大学出身の万城目学と親交がある。