在日本福岛县出生并长大，从福岛县立远野高中中途退学，后转到千代田高中并毕业，到短期大学期间一直住在大阪府的亲戚家里。在大阪千代田短期大学幼儿教育学科在读时，她考取了幼儿园教育的两种资格证书和可以在社会福利院里工作的资格证书。短期大学2年级时，在大阪心斋桥被星探发掘并进入演艺圈。
1999年，担任朝日啤酒的形象代言以及杂志《CanCam》的专属模特。2000年，以女演员身份出道，演出单集电视剧《关于爱》。同年7月1日，出演了富士电视台爱情喜剧《午餐女王》。
2002年6月8日，出演了个人的首部电影作品《模仿犯》。10月，主演漫改电视剧《辣妹逮捕令》，饰演女主角辻本夏実。2003年1月25日，出演恐怖电影《咒怨》剧场版。2004年11月13日，主演个人首部电影《海猫》，并在片中首次演出床戏，并凭借该片获得第29届エランドール赏新人奖，以及第28届日本电影学员奖-优秀新人奖。
2005年，担任资生堂"マキアージュ"产品的初代代言人。同年7月7日，首次主演电视剧，在电视剧版《电车男》中扮演女主角爱马仕小姐，该剧平均收视率超过20%，该剧获得第43届日本金箭奖电视剧播放奖。伊东接着主演了下一季的电视剧《危险姐姐》，完成连续主演富士电视台电视剧的成绩。
2006年7月10日，主演爱情电视剧《恋爱补给品》。9月，出演电视剧特别篇《电车男DELUXE~最后的圣战~》。2007年5月，主演电视剧特别篇《相聚一刻》。同年7月5日，与深田恭子共同主演富士电台电视剧《峰女壁女》。
2008年1月11日，主演TBS电视台电视剧《爱迪生之母》。10月，主演电视剧特别篇《恋歌系列剧》中的第2集。2009年3月30日，在电视剧特别篇《世界奇妙物语2009年春季特别篇》中的“轮回之村”一篇中担任主演。
2010年女儿出世，随后选择隐退专心照顾家庭，但在其事务所的网站“研音Message”上，伊东持续更新自己的近况。2014年5月13日，表示回归演艺圈。并在アメブロ上开通了官方博客。
家庭
有姐姐、弟弟和妹妹。
婚恋
2009年11月18日，伊东美咲与柏青哥机器制造商京乐产业的社长榎本善纪入籍结婚，并于日本时间25日在美国夏威夷举行了结婚仪式。
产子
2010年3月15日，在官方网站上公布怀孕六个月的消息。同年6月27日，女儿诞生。2015年3月4日，通过所属事务所宣布怀上二胎，怀孕已有6个月，同年6月23日，儿子诞生。2019年5月1日，官方博客上公布了伊东已于2018年年末产下第三子的消息，是个女儿。
2003年，在富士电视台排球转播节目中，以“全日本胜利女神”的形象担任“排球世锦赛”的球迷大使，还在2004年的“雅典奥运会最终预选赛”以及2005年的“世界女排大奖赛”中担任球迷大使。
2011年7月27日，伊东出演了其所在事务所举行的东日本大震灾的复兴支援粉丝联合慈善活动《Message2011》。
影视类
其他类
伊东美咲是由日本EA挑选专门为007作品造势的艺人，之所以选择伊东美咲，是因为看中她漂亮的脸蛋和魔鬼般的身段，此外，伊东美咲充满智慧的眼神也是打动日本EA的主要原因。MGM的行政人员同样十分喜欢这位形象气质俱佳的美女。伊东美咲是一位在日本小有名气的模特，以性感著称。
伊东美咲以模特身分出道，精致五官、高挑身材再加上出众气质，让她成为日本、台湾粉领族的时尚指标。在日剧《电车男》中，她演活剧中气质千金“爱马仕小姐”，每当她出现时，画面仿佛出现亮晶晶特效，宛若天仙，不但一举成为男士理想梦中情人，她的时尚观更引起日本粉领族的模仿风潮，数度在媒体及杂志举办的‘美肌名人’、最想模仿女艺人等民调中拔得头筹。