伊藤美诚很小时，父母就离异了，由母亲独自抚养她长大。她的母亲年轻时也是桌球运动员，伊藤美诚两岁起就跟母亲学打桌球，5岁时进入培训学校进行专业的训练。

2009年，伊藤美诚参加全日本桌球赛，获得国小四年级以下组冠军。

2010年12月，伊藤美诚参加全日本桌球赛，在女子单打首轮比赛中胜出，打破了由福原爱保持的最年轻女单获胜纪录。

2012年，伊藤美诚参加中华台北的青少年公开赛，获得U-15与U-18两级别赛事冠军。

2014年3月30日，在国际乒联职业巡迴赛德国公开赛女子双打总决赛中，伊藤美诚与平野美宇组合以3比0战胜波兰组合格淄博斯卡与帕蒂卡，获得女子双打冠军，创造巡迴赛历史上最年轻冠军组合的纪录，两人年龄加在一起只有27岁145天。

2014德国公开赛获女子双打冠军

2015年3月23日，在国际乒联职业巡迴赛德国公开赛女子单打决赛中，伊藤美诚以4比2击败德国的索利亚，获得女子单打冠军；5月1日，伊藤美诚参加第53届世界桌球锦标赛，在女子单打四分之一决赛中，伊藤美诚2比4败给中国选手李晓霞，止步八强；12月10日，在国际桌球联合会的年度表彰中，伊藤美诚获得“最佳突破奖”。

2016年3月27日，在国际乒联世界巡迴赛卡达公开赛女子双打半决赛中，伊藤美诚与福原爱以3比0战胜波兰选手卡塔日娜与纳塔利娅，晋级决赛；在同日进行的女子双打决赛中，伊藤美诚与福原爱2比3败给中国选手丁宁与刘诗雯，获得女子双打亚军；4月29日，在桌球亚洲杯女子单打四分之一决赛中，伊藤美诚1比4败给刘诗雯，止步八强；6月17日，在日本桌球公开赛女子单打第二轮的比赛中，伊藤美诚1比4败给丁宁被淘汰；8月16日，伊藤美诚参加里约热内卢奥运会，在桌球女子团体赛中，日本队以3比1战胜新加坡队，获得铜牌。

2017年4月，第23届亚洲桌球锦标赛混双决赛，森园政崇/伊藤美诚以1：3负于中国选手周雨/陈幸同，获得亚军。

2017年12月17日，2017年国际乒联总决赛，早田希娜/伊藤美诚获得女双亚军。

2018年3月25日，国际乒联巡迴赛第二站白金赛——德国公开赛，早田希娜/伊藤美诚以3：1战胜田志希/梁夏银，登顶女双冠军。6月10日，2018年日本桌球公开赛女子单打决赛，中国选手王曼昱以2-4负于日本选手伊藤美诚，伊藤美诚夺得女子单打冠军。

2018年6月10日，2018年日本桌球公开赛女单决赛，以4-2战胜中国选手王曼昱，获得冠军。

2018年8月19日，2018年国际乒联保加利亚公开赛女双决赛，石川佳纯/伊藤美诚3-1胜刘高阳/张瑞获得冠军。

2018年11月4日，在国际乒联瑞典公开赛女单决赛中以4比0横扫朱雨玲夺得冠军。

2019年4月28日，2019年世乒赛女双决赛中，日本组合早田希娜/伊藤美诚以2:4不敌中国小将孙颖莎/王曼昱，获得亚军。

参考资料

伊藤美诚打出的球质量非常高，有一定的搏杀性。少年老成的她，在比赛时较为冷静，经常能打出一些意想不到的好球。（孔令辉评）

伊藤美诚的桌球天赋很高，打球偏理性，不是那种靠感觉打球的传统女球员，而是擅用数据进行科学分析的睿智型球员。她使用反手生胶，打法兇狠，而且是典型的男性化风格，已经具备了赢中国队的实力，欠缺的只是经验和大赛里去赢球的那种心理体验。（搜狐体育评）

年纪最小的奥运桌球奖牌得主：2016年，日本桌球天才少女伊藤美诚刚15岁零300天，在2016届奥运会上她与队友福原爱（Ai Fukuhara）、石川佳纯（Kasumi Ishikawa）在女乒团体铜牌争夺战中以3:1的成绩力克新加坡队，成为奥运历史上年纪最小的桌球奖牌得主。