父の転勤で幼少期をロス、中学生活をベルギーのインターナショナルスクール(I.S.B.)にて送る。帰国後、南山国際高等学校に編入。

国立音楽大学声楽科卒業。東京二期会オペラスタジオにて研鑽を積む。その後、新国立劇場オペラ研修所に入所するが、同時期にスカウトされアカペラグループに所属。それまで強く興味を引かれていたジャズや民族音楽などの多様性音楽体験に没頭していく。一年ののち研修所を退所。クラシックから一旦離れるが、この事で改めて自らの歌手として目指す方向性を客観的に見つめ直すこととなる。

2001年渡米。ニューヨーク・マンハッタン音楽院（Manhattan School of Music）入学。演技、舞台表現、ダンスなど徹底した舞台授業において研鑽を深める。
2003年学内オペラ『魔笛』(パミーナ役）に出演。2005年、アーティストインターナショナル・コンクール入賞、カーネギーホールのヴァイル・リサイタルホールにて記念リサイタルを開催。同夏、シュタクワ音楽祭にて『ラ・ボエーム』（ミミ役）を歌う。2006年学内オペラ『カルメル会の修道女たちの対話』（新修道長役）に出演。

2006年同大学院にてディプロマ取得。

2007年コネチカット州にて『蝶々夫人』タイトルロールで米国オペラデビュー。
2008年、ディカーポオペラ歌劇場にて『トゥーランドット』(リュー役）に出演。
2009年名古屋二期会《ニューイヤーオペラコンサート》に初出演、二期会会員となる。同年1月、ディカーポオペラ歌劇場にて『フィガロの結婚』(スザンナ役）に出演。4月には《アジアン交響楽団プッチーニ生誕150周年記念コンサートツアー》に参加、リンカーンセンターのアリス・タリーホール（Alice Tully Hall）にて『トゥーランドット』(リュー役)を歌う。同年６月、東京国際フォーラムホールにおいて同コンサートに出演。
2010年名古屋二期会《ニューイヤーオペラコンサート》において『蝶々夫人』(タイトルロール）のアリアを歌う（指揮：飯守泰次郎）。同秋、オペラ・マンハッタン主催『ラ・ボエーム』(ミミ役）にて、オフ・ブロードウェイのザ・ロイアライアス劇場に出演。同年12月、米国・在米国連大使公邸にて、天皇誕生日祝賀会式典で国歌「君が代」独唱を務める。
同年3月、ニューヨーク・ミドル共同教会において《3・11東日本大震災支援チャリティーイベント》を行う。

2012年帰国。同年11月、名古屋市《市民の「第九」コンサート》においてソプラノソロを務める。（指揮：藤岡幸夫)

2013年4月に帰国記念リサイタル《2013渡部純（※当時名称）ソプラノリサイタル》（ピアニスト：山下勝氏）を開催。名古屋芸術創造センターにおいてNICE主催オペラ『コジ・ファン・トゥッテ』(フィオルディリージ役)を演じる。
2014年、第9回名古屋音楽ペンクラブ賞受賞（2013年帰国記念リサイタルに際して）。3月、《西尾市制60周年記念演奏会》に出演、第九ソプラノソロをつとめる。夏には大分県《アルテヴィーヴァコンサート》に出演、『蝶々夫人』タイトルロールを歌う。
2015年夏、大分県アルテヴィーヴァコンサートにおいて『修道女アンジェリカ』タイトルロールの役デビューを果たす。また、９月に東京文化会館小ホールにて二期会サミットコンサートⅤに出演、オペラ『ポーギーとベス』(抜粋）を演奏。 同年秋、名古屋二期会創立45周年記念オペラ『宗春』(作曲：中田直宏、指揮：矢澤定明、演出：西川右近、初演）において影の者役で名古屋二期会オペラデビュー、好評を博す。
2016年10月、名古屋二期会主催オペラ『蝶々夫人』においてタイトルロール出演。(指揮：佐藤正浩、演出：岩田達宗）。
2017年第2回リサイタル《渡部純子ソプラノリサイタル2017 言葉X音楽X芝居》開催(演出:田尾下哲、ピア二スト:石山英明)。
2018年名古屋二期会『ちゃんちき』(化けた美女役)に出演(指揮:田中祐子、演出：岩田達宗)。

2017年愛知県芸術文化選奨 新人賞受賞。
2017年リサイタルにおいて名古屋市民芸術祭特別賞受賞。
2018年名古屋市芸術奨励賞受賞。

これまでに声楽を二神二朗、田口興輔、アシュレー・パトナム、ダイアナ・ソヴィエロ、渡部千枝、小森輝彦の各氏に師事。

2014年より名古屋音楽大学非常勤講師、2016年より愛知県立芸術大学非常勤講師をつとめ現在に至る。

個人レッスンにおいては、発声法の他にオペラ（ドラマ）表現法、ディクション（歌うための言語発音）、英語による指導、英語レッスン通訳 なども行う。
　
（敬称略）