Issue de l'école de la Daiei, elle obtint son premier rôle à l'âge de dix-huit ans, en 1952. Remarquée pour sa beauté, elle tourna ensuite avec
Kenji Mizoguchi dans Les musiciens de Gion, puis dans le dernier film de celui-ci,
la Rue de la honte. A la fin de ces années 1950, l'étendue de son talent apparaissait déjà, de Jeune fille sous le ciel bleu de Yasuzo Masumura à
Herbes flottantes de Yasujir? Ozu. Dans les années 1960, elle devint l'actrice principale de Masumura, qui en fit autant le modèle de la nouvelle femme japonaise que de la femme éternelle. Leur collaboration cessa en 1969 et marqua la déclin de la carrière de Wakao. Par la suite, elle joua surtout dans des séries télévisées.