二零零四年，伊藤千晃在艾回唱片公司举办的选拔活动中成功通过考核，正式加入AAA组合，由此开启了她的演艺生涯。次年，她随组合发行了首支出道单曲《BLOOD on FIRE》，并借此成功亮相于公众视野。这首歌曲不仅迅速登上日本公信榜单曲周榜第九名的位置，更助力AAA一举夺得第四十七届日本唱片大奖所颁发的“最优秀新人奖”，成为当时备受瞩目的乐坛新势力。二零零六年，伊藤千晃与AAA的其他成员共同参与了短篇电视剧《他们的海・VIII -Sentimental Journey-》的演出。到了二零零七年，她进一步拓展演艺领域，与浦田直也、北川景子及城田优等演员合作，参演了一部犯罪题材的电影《夺命追杀（Heat Island）》。二零零八年，伊藤千晃的演艺事业迈向了更广阔的舞台，她与郑元畅、张钧甯、彭于晏、李国毅等演员联袂主演了台湾青春爱情电视剧《蜂蜜幸运草》，在剧中饰演女主角华本育一角，获得了不少观众的喜爱。不仅如此，她还亲自为该剧献唱了两首插曲，分别是《Give Me Love》和《幸运草的祝福》，展现了其多方面的才华。同年六月一日，伊藤千晃专程赴台湾，为偶像剧《蜂蜜幸运草》的原声带举行了签唱会，并与剧中主演郑元畅、张钧甯、彭于晏、李国毅共同组成了名为“CLOVER幸运草”的临时乐团，引发了粉丝的热烈反响。七月五日，她受邀出席了第十九届台湾金曲奖颁奖典礼，进一步提升了在华人地区的知名度。七月二十一日，伊藤千晃还参与了动画作品《World Destruction~毁灭世界的六人~》的配音工作，尝试了声音表演的领域。二零一一年十二月十七日，为了纪念个人首本写真集《chercher》的正式发行，伊藤千晃特别举办了写真集《chercher》的发行纪念握手会，与支持她的粉丝进行了近距离互动。二零一四年四月二十五日，她再次为第二本个人写真集《DESTRUCTION》的发行举行了纪念握手会。同年十一月一日，伊藤千晃推出了个人首张solo单曲《Charming Kiss》，标志着其在音乐道路上的个人发展。然而，到了二零二二年六月二十日，伊藤千晃通过相关渠道宣布，由于自身原因，将无限期暂停其一切演艺活动。值得一提的是，她在作品《蜂蜜幸运草》中同样饰演了华本育这一角色。
2012年，伊藤千晃成功通过了“少年蔬菜侍酒师”资格考试，正式获得了野菜侍酒师的职业认证；与此同时，她还拥有另一项专业资质——牙医的任职资格。2017年1月，她对外公开了与一位年约四十岁的圈外男友结婚的消息，并同时宣布已怀有身孕。同年3月底，她正式从所属组合AAA中脱队，进入产前休假阶段。到了7月，伊藤千晃通过个人博客公布了顺利分娩的喜讯，迎来了一名健康的宝宝。根据其所属事务所发布的相关信息，她在完成产假休息之后计划重返演艺圈，并不会因此选择退出行业。2018年8月21日，伊藤千晃正式对外宣布将重新开始音乐领域的活动，逐步回归公众视野。
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伊藤千晃在日本的综艺节目《歌唱巨星！》中早已凭借其扎实的功底获得了业界与观众的广泛认可，被视为一位名副其实的实力派艺人。她在多个艺术领域均展现出卓越的才能，无论是歌唱、舞蹈、舞台表演，还是其出众的外形条件、细腻的演技、高难度的特技动作，乃至专业的芭蕾功底与模特表现力，她都达到了相当高的水准，堪称一位全面发展的菁英型表演艺术家。尤其在日本年轻一代中，她深受高中女生的喜爱与推崇，被广泛视为引领21世纪“新潮流”风尚的重要代表人物。此外，她的影响力也跨越地域，曾受邀参与华语电视剧的拍摄，从而在华人文化圈内积累了一定的知名度与粉丝基础。伊藤千晃的艺术生涯呈现出显著的多元性与可塑性，她不断突破自我，展现出丰富多变的舞台风貌与创作可能性，其未来发展的潜力可谓充满无限想象空间。