私生活でも早寝早起き、何かに熱狂的になるということはなく、よく言えば静かに、悪くいうと他人に興味があまり無いタイプ」。
しかし、親友島谷ひとみの話からすると、実際はなかなか豪快なところがあるようだ。
ある日、ドラマで泣き所を撮影し終えた直後、ある俳優が彼女の楽屋に挨拶に行くと、自腹で買ったダウンタウンのごっつええ感じのDVDを見て大笑いをしていたというエピソードがある。
「バラエティ番組自体は大好きであるがバラエティトークは苦手」といわれている。彼女がかなりの天然であることが理由のひとつであろう。
控えめな性格ではあるが、ドラマでは「お前」口調の悪い言葉づかいの台詞がある役が多い（「ごくせん」「トリック」など）。
「キャラクターイメージが曖昧なことが、役が固定されにくい要因にもなっている」と指摘する者もいるが、過去には不幸な女の役所が多かった。
最近ではコメディ路線に走っている傾向がある。
顔立ちや仕草はいわゆる今時のバラエティ系アイドルとは一線を画しており、物腰には落ち着きがある。
尊敬する人物は昔から変わらず歌手の工藤静香。生き方を「人生の目標」にしているとのこと。
ヘアスタイルはデビュー当時からロング。ドラマや映画でも大きな変化はない。
非常な美髪の持ち主で、ユニリーバ・ジャパンが、全国600人の男女（16 - 39歳）を対象に実施した「髪が美しいと思う日本の有名人」のアンケートで1位に選ばれた。
20歳前後頃までは、今とは違い割と奔放に色んな発言をすることが多かった。金城武との噂があった当時は、「好きな人がいます」とはっきり発言したり、軽いエピソードを話したことも。
しかし、いわゆるブレイク後、人気女優になってからは、おとなしく黙っていることが多い。
これは勿論、年齢的に落ち着いたこともあるが、先述の通り、喋りが上手では無いため、余計なことを言って墓穴を掘ることが多いと本人が自覚している理由もあると思われる。
2005年12月31日の第56回NHK紅白歌合戦の司会者に抜擢された。
ただしこの回は紅組・白組ごとに司会者を設けず、みのもんた、山本耕史、山根基世NHKアナウンス室長と4人グループで進行させるというものだった。
一時期「仲間が紅組司会」という報道が流れたが、従来のスタイルと違うこのグループ制司会進行の内容がマスコミを含む視聴者側に理解されにくかったがため起きた“誤報”といえる。
本番では和田アキ子曰く、一回もセリフを覚えず全部カンペを見ていたらしい。だが、木村拓哉は自身のラジオで「仲間さんはリハーサルの段階から台本を完璧に覚えてきていた」と語っている。
TRICK完結後の堤幸彦・阿部寛との座談会にて、収録前に行われていたマジックの練習が嫌で嫌で（先生の「もう一回」って笑顔も嫌だった）、
ついに我慢しきれずマネージャーに「本当に行きたくない」と訴えるも、「とりあえず食事に行きましょう」といわれ酒で誤魔化された。
また「私忘れてたんですけど主役だったんですよ。・・・・初めてなんですよ、実は」との話題では堤氏から、
「この作品は（女優としての）ステップにならないと思います。ここで起こった事は忘れてください」と告げられている。
父親はマグロ船に乗っていたと徹子の部屋で公表した。 2級小型船舶操縦免許所持。
スター誕生で共演したことがきっかけで島谷ひとみととても仲が良く、2005年の紅白歌合戦の司会時は、歌い終わった島谷に「ひとみちゃんキレイでしたよ」と声をかけた。
仲間の意外なエピソードやパブリックイメージとは違う姿を、島谷から披露されることも。以下はそのエピソード。
二人っきりでロサンゼルスに旅行に行ったこともある。その際手配やら何やら積極的に引っ張っていくのは仲間の方。
ロサンゼルスへの旅行を誘ったのは仲間の方であり、島谷が仲間に「英語わかるの？」と聞いたところ、堂々とした態度でためらいもなく「いいえ！！」と答え、島谷を唖然とさせた。
仲間が島谷を食事に誘った際に島谷が「美容院の予約があるから無理」と断ろうとするも、仲間が「そんなもんサボっちゃいなさいよ！」と言って強引に連れ出そうとした。
仲間が島谷に「今夜、暇？」と食事のお誘いの電話をするが、その前にレストランに予約を入れていた事もある。
また、食事の約束をした際、約束の1時間前に仲間がレストランに着いてしまい「早く着いたから早く来て！」と無理を言ったこともあった。
大河ドラマ「功名が辻」収録時、共演者やスタッフに悩みを言う事が出来ず「トリック」で5年以上の付き合いがある共演者の先輩俳優阿部寛に電話で相談し、アドバイスを求めたという。
演技力や役柄について 10代の頃から役者としてのキャリアを持っており、脇役で地道に経験を積んできた実力派。一通りの演技力は持っている。
演技面では恋愛ドラマよりもむしろコメディや学園ドラマで弾けるタイプであるのではないかと言われており、いくつかの恋愛ドラマに出演しているが、コメディなどにくらべ「演技が臭い」という評価が見られる。
先述のようにお笑い好きであるため、役に入り込みやすいのであろう。 仲間は『TRICK』で注目を集めるまで微妙な位置づけのアイドルタレントであった。
同時期にブレイクしていた広末涼子、ともさかりえ、深田恭子に先を越されていた感じもあるが、それ以降も「大ブレイクアイドル」の道は歩まず、
一部で美少女タレントとして認知されていた時期を経てからブレイクした。
ただし、彼女のブレイクは女優としての演技力の認知によるもので歌手、アイドル活動によるものではない。結果的にむしろアイドル路線を追求しなかったことが功を奏したといえる。
透き通るような透明感のある声が特徴で、女優として本格始動する前（アイドル時代）は、事務所の意向と言われているがアニメ声優をメインに力を入れており、
1998年までは「現役女子高生のアイドル声優」ということになっていた。
声優として技術の基礎を学んだ演技力が女優として花開くことに貢献したとも言えるであろう。
大河ドラマにおいて女優が主役（トップクレジット) となったのは1994年度の『花の乱』の三田佳子以来であり、他に過去に主役として名を連ねたのは松坂慶子、大原麗子、佐久間良子ら大女優である。
ちなみに『利家とまつ』の松嶋菜々子はクレジット上では準主役である（主役は唐沢寿明）。
ドラマでの好演と好調な視聴率の結果、出世作ともなり、同世代の女優でも事実上トップの地位を確立したことは周知のとおりである。
なお2008年度の大河ドラマ『篤姫』で主役となる宮崎あおいが放送開始時点で21歳1ヶ月での起用となるため、仲間の最年少記録は2年で更新されることになる。
役名にはなぜか山が付くのがとても多い。
例：山田奈緒子（『トリック』）、山口久美子（『ごくせん』）、平山紀子（『さとうきび畑の唄』）、山内千代（『功名が辻』）、山本君子(『エラいところに嫁いでしまった！』）。
なぜか劇中で「椎名桔平」と口走るシーンが多く（『TRICK2』、『g@me.』など）、その後、お約束のように椎名桔平が登場する（『TRICK2』では謎の人物として、『g@me.』では刑事として出演）。
ちなみに、椎名桔平と仲間由紀恵は『SHINOBI -HEART UNDER BLADE-』や『溺れる魚』でも共演している。
沖縄出身の為か、寒さには特に弱く冷房が苦手。 沖縄には長らく電車が無かった（現在はゆいレールが開業している）ためか、電車は苦手。本人曰く、「スピードについていけない」。
好きな男性のタイプとして「沖縄を独立させてくれる人」と発言したことがある。
また「PHOTO EXPO ’99」というイベントで司会者から「沖縄出身なんですよね」と尋ねられ、「はい、そうです。早く独立しないかなぁと思ってるんですよね」と答えたり、
また自らの日記でも同様の趣旨を述べており、2000年前後には沖縄独立論を支持していたとみられるが、近年はこうした発言が見られず、今も沖縄独立論者であるかは不明。