畢業於早稻田大學經濟系。1995年以小說《在副駕駛座跳溜溜舞》獲得第三十二屆文藝賞，從此步入文壇。另以《我的男人婆妹妹》獲得小學館出版文化賞、《無花果咖哩飯》入圍日本文壇最高榮譽之一的芥川賞，2006年則以《丟棄在八月的路上》榮獲芥川賞。
曾離過婚，現任妻子是曾獲得直木賞的名作家角田光代。伊藤高巳跟著名歌手平井堅是國中和高中時的同班同學，有趣的是，平井堅當時尚未玩音樂，而伊藤卻玩樂團玩得入迷，而且還是重金屬搖滾樂團。