早年經曆
在日本福島縣出生并長大，從福島縣立遠野高中中途退學、轉到千代田高中并畢業，到短期大學期間一直住在大阪府的親戚家裡。在大阪千代田短期大學幼兒教育學科在讀時，考取了幼兒園教育的兩種資格證書和在社會福利主任執照。一直戴隐形眼鏡。
演藝經曆
1999年，作為朝日啤酒的形象代言和雜志《CanCam》的專屬模特進行工作。還做過資生堂化妝産品、Cyoya梅酒等的電視廣告。
2000年，以女演員身份出道，演出單集電視劇《らぶ･ちゃっと（LOVE CHAT）》。同年7月1日，出演了富士電視台愛情喜劇《午餐女王》，同年10月12日出演電視劇《戀愛症候群》。
2002年6月8日，出演了個人的首部電影作品《模仿犯》。同年7月，出演香港恐怖電影《The Snows（白發鬼）》和電影《ダメジン（廢柴三人組）》。
2003年1月18日，出演了懸疑電影《黃泉がえり（黃泉路）》，同年1月25日，出演恐怖電影《呪怨（咒怨）》劇場版。同年7月19日，出演電影《ナイン・ソウルズ（逃獄九人組）》。
2004年11月13日，首次主演了電影《海貓》，在戲中挑戰尺度的演出，使她開始在影視界受注目，并憑借此片獲得第29屆エランドール賞新人獎，和日第28屆日本學會獎新人獎。同年底出任《第43屆日本唱片大獎頒獎典禮》司儀。
2005年，擔任資生堂"マキアージュ"産品的初代代言人。同年3月19日，出演電影《いぬのえいが（狗狗心事）》。同年6月4日，出演電影版《電車男》，扮演一位年輕女性。同年7月7日，首次主演電視劇，在電視劇版《電車男》中扮演女主角愛馬仕小姐，該劇創造了超過20%的平均收視率，并憑借此片獲得第43屆日本金箭獎電視劇播放獎。接着主演了下一季的電視劇《危險姐姐》，達成了連續主演富士電視台電視劇的目标。在年底日本多項統計都顯示，她在日本女演員中好感度都排行第一。同年8月27日，出演電影《釣りバカ日志16浜崎は今日もダメだった（釣魚迷日記16）》。
同年9月，與陳柏霖、李小璐共同出演了愛情電影《アバウト・ラブ/関於愛（戀愛地圖）》，同年12月召開了首次fans活動。
2006年3月17日，開設了BLOG "Twinkle Girls"。同年7月1日，出演了電影《ダメジン》。同年7月10日，主演愛情電視劇《戀愛補給品》。同年11月18日，出演了電影《椿山課長の七日間（椿山科長的七天）》。
2007年6月16日，主演了電影《ラストラブ（最後的愛）》。同年7月5日，與深田恭子共同主演富士電台電視劇《山おんな壁おんな（峰女壁女）》。同年8月25日，出演了電影《Life天國で君に逢えたら（如果能在天堂與你相遇）》。
2008年1月11日，主演TBS電視台電視劇《エジソンの母（愛迪生之母）》。同年7月4日，在朝日電視台電視劇《ロト6で3億2千萬円當てた男（從天而降的三億二千萬）》的第1集中客串。
2009年3月30日，出演了單集劇《世界奇妙物語2009年春季特别篇》。
2010年女兒出世，随後選擇隐退專心照料孩子，但在其所屬事務所的收費網站“研音Message”上，伊東不斷更新日記向會員報告近況。
2014年5月，在アメブロ上開通了官網博客"伊東美咲オフィシャルブログ"。
個人生活
2009年11月18日伊東美咲和京樂産業榎本善紀社長結婚，并于日本時間25日在美國夏威夷舉行了結婚儀式。結婚儀式上，伊東身穿好友神田宇野設計的婚紗走上紅地毯。神田宇野和白石美帆等好友、以及兩家的親朋共約100多人參加了婚禮。
2010年3月15日，在官方網站上公布懷孕六個月的消息。同年6月27日，伊東美咲生下了一個健康的女嬰，這是她和老公榎本善紀社長的第一個孩子，母子均安。
2015年3月通過所屬事務所宣布懷上二胎，懷孕已有6個月，而家中此次子的預産日竟與長女生日是同一天，這也令她特别欣喜。同年6月23日誕下第二個孩子，男孩。
社會活動
2003年，在富士電視台排球轉播節目中以“全日本勝利女神”的身份在2003年的《排球世錦賽》球迷大使，同樣在2004年的《雅典奧運會最終預選賽》和2005年的《世界女排大獎賽》中也出任球迷大使。
2011年7月27日、出演了所屬事務所舉辦的“東日本大地震的複興支援活動Message2011”，這是她久違的在公衆場合露面。
人物評價
伊東美咲是由日本EA挑選專門為007作品造勢的女星。之所以選擇伊東美咲，是因為看中她漂亮的臉蛋和魔鬼般的身段，此外，伊東美咲充滿智慧的眼神也是打動日本EA的主要原因。MGM的行政人員同樣十分喜歡這位形象氣質俱佳的美女。伊東美咲是一位在日本小有名氣的模特，以性感著稱，在日本不少年曆上都有身着比基尼的伊東美咲。（騰訊遊戲評論）
伊東美咲以模特兒身分出道，精緻五官、高挑身材再加上出衆氣質，讓她成為日本、台灣粉領族的時尚指标。在日劇《電車男》中，她演活劇中氣質千金“愛馬仕小姐”，每當她出現時，畫面仿佛出現亮晶晶特效，宛若天仙，不但一舉成為男士理想夢中情人，她的時尚觀更引起日本粉領族的模仿風潮，數度在媒體及雜志舉辦的‘美肌名人’、最想模仿女藝人等民調中拔得頭籌。（新浪娛樂評論）
