2004年，伊藤千晃在艾回唱片公司的选秀中考核通过，成为AAA组合成员。

2005年，伊藤千晃发行组合的出道单曲《BLOODonFIRE》登场。该歌曲不仅在日本公信榜单曲周榜排名第九位，AAA更凭借该歌曲荣获第47届日本唱片大奖的“最优秀新人奖”。

2006年，与AAA成员合作出演短篇电视剧《他们的海?VIII-SentimentalJourney-》。

2007年，与浦田直也、北川景子和城田优合作出演犯罪电影《夺命追杀》。

2008年，与郑元畅、张钧甯、彭于晏、李国毅主演台湾青春爱情电视剧《蜂蜜幸运草》，饰演女主角华本育。伊藤千晃还献声演唱该电视剧插曲《GiveMeLove》和《幸运草的祝福》。6月1日，伊藤千晃在台湾举行偶像剧《蜂蜜幸运草》原声带签唱会并和演员郑元畅、张钧宁、彭于晏、李国毅组成CLOVER幸运草乐团。7月5日，参加第19届台湾金曲奖颁奖典礼。7月21日，参与动画《WorldDestruction~毁灭世界的六人~》的配音。

2011年12月17日，为了纪念首本个人写真集《chercher》的发行，伊藤千晃举行首本写真《chercher》的发行纪念握手会。

2014年4月25日，为了纪念第二本个人写真集《DESTRUCTION》的发行，伊藤千晃举行发行纪念握手会。11月1日，伊藤千晃还发表首张solo单曲《CharmingKiss》。

2012年，伊藤千晃在“少年蔬菜侍酒师”的资格考试合格，获得有野菜侍酒师的任职资格，并同时持有牙医的任职资格。

2017年1月公布与40岁左右的圈外男友结婚并宣布怀孕，3月底从组合AAA脱队后处于产休状态。7月在自己博客上公布了顺利产子的喜讯，根据所属事务所的情报，产休后伊藤将复出活动，不会就此引退。

2018年8月21日宣布重新开始音乐活动。

伊藤千晃在日本节目《歌唱巨星！》中已经是被认可的实力派。她歌唱、舞蹈、外表、演技、特技、芭蕾、模特儿不分领域都拥有高水平，是一位全方位菁英表演艺人。她更被日本高中女生广泛奉为21世纪“新潮流”的代言人。也曾受邀出演华语电视剧，在华人地区也拥有一定知名度。她不但能够呈现出更多不同的风貌，创造更多的变化性，并且充满无限可能。