＞まとまりのない文章になってしまいましたが、過去描写は非常に重要な役割を持っており、外し難いです。

そういう前提で質問されると、外し難いなら書くしかないでしょう、としか言いようがないです。

ただ、説明を読んだ限りでは、本当に外し難いのかどうか疑問がないでもありません。

＞役割①に至っては、主人公たちが旅に行く重要な理由になるので後半の方で説明するのは厳しいです(物語は冒険モノです)

①はヒロインにとっては旅の重要な理由でしょうが、主人公にとっては必ずしもそうではないですよね？
主人公がヒロインと同行する理由は、本当に他に考えられないのでしょうか？

以下はあくまで一例ですが。

１）主人公は旅の同行を一旦は断る。

２）ヒロインが頭がよい理由を聞く。ここでヒロインの過去について詳しく描写はせず、会話の中で彼女が深刻な悩みを抱いていることを断片的に仄めかす程度にとどめる。（物語の核心にかかわる断片的な情報は、上手く捌けば「謎の提示（セントラル・クエスチョン）」としてむしろ読者の興味を引き出すことが可能）

２）その直後に、ヒロインの「敵」が襲ってくる。

＊ヒロインに敵がいる設定かどうかわかりませんが、仮に居ないなら作ってしまうのは簡単。ヒロインのそこまでの行動の途中で、何らかのトラブルからヒロインに恨みを抱いた者がいることにすればいいです。その「敵」はストーリーを進行させるためのチョイ役にすぎないので、恨みの内容はヒロインの過去など物語の本筋と関係なくてもＯＫ。

３）主人公とヒロインが協力してその場の危機は乗り切る。

４）主人公は先の会話からヒロインが深刻な悩みを抱えていることは感じており、敵の襲撃によって、現在の彼女の不安定な状態を目の当たりにし、守ってやらなければならないという感情を持つようになる。

繰り返しますがこれは説明を分かりやすくするための一例で、別にこれでなくてもかまいません。
要は主人公がヒロインと同行する動機をひねり出すくらいどうにでもなることなので、彼女の過去については中盤から終盤のストーリー展開の中で、少しずつ情報開示していけばよいと、私なら考えるかな。