幼少より有賀和子氏に師事。桐朋学園高校を卒業後、ザルツブルク・モーツァルテウム音楽大学、ハノーファー音楽大学において名教師ハンス・ライグラフ氏に師事。エピナール国際コンクール、J.S.バッハ国際音楽コンクール、ロン＝ティボー国際音楽コンクールと数々のコンクールに入賞。1983年第32回ミュンヘン国際音楽コンクールのピアノ部門で日本人として初の優勝。サヴァリッシュ指揮バイエルン州立管と共演し、ミュンヘンでデビュー。その後もミュンヘン・シンフォニカ、フランクフルト放送響（現hr響）、ベルン響、チェコ・フィルの定期公演などに出演。日本ではＮ響をはじめとする各オーケストラとの共演、リサイタル、室内楽、放送と活躍を続けている。CDの代表作は、シューマン・ピアノ曲全曲録音「シューマニアーナ1〜13」。2007年秋には全集完成記念コンサートを行った。さらに、2008年にリリースを開始した「シューベルト ピアノ作品集1〜6」は1作ごとに注目を集め、第6集は2015年度レコード・アカデミー賞、第70回文化庁芸術祭賞優秀賞を受賞。2018年にリリースされた「ベートーヴェン ピアノ作品集１」、最新盤の「ベートーヴェン ピアノ作品集２」（フォンテック）は、いずれもレコード芸術特選盤を獲得。
また、サイトウ・キネン・フェスティバル松本、軽井沢音楽祭、リゾナーレ音楽祭、東京・春・音楽祭、ラ・フォル・ジュルネ・オ・ジャポンなどに参加、武生国際音楽祭ではコンサートプロデューサーを務める。1999年から2006年までの8年シリーズではシューマンを、2008年から2015年4月までの新たな８年シリーズではシューベルトを中心としたリサイタルを開催し好評を博した。2018年からはベートーヴェンを中心としたシリーズを開始。1993年日本ショパン協会賞、1994年横浜市文化賞奨励賞受賞。2018年ジュネーヴ国際音楽コンクールの審査員も務めた。現在、東京藝術大学教授、桐朋学園大学特任教授。
【武生国際音楽祭2025 伊藤恵 出演コンサート】
① 2025年8月31日（日） 15時 オープニングコンサート
– エルガー：愛の挨拶（荒井里桜／ヴァイオリン、伊藤恵／ピアノ）
② 2025年9月2日（火） 19時30分 ピアノと弦楽の調べ：伊藤恵プロデュースコンサート1
– モーツァルト： ピアノ四重奏曲第２番 変ホ長調 KV.493（伊藤恵／ピアノ、荒井里桜／ヴァイオリン、山本周／ヴィオラ、柴田花音／チェロ）
③ 2025年9月6日（土） 19時30分 室内楽の競演：伊藤恵プロデュースコンサート2
– シューマン： ピアノ四重奏曲 変ホ長調 Op.47（白井圭／ヴァイオリン、山本周／ヴィオラ、柴田花音／チェロ、伊藤恵／ピアノ）
④ 2025年9月7日（日） 11時 珠玉のピアノ名曲集
– J.S.バッハ：2台のピアノのための協奏曲 ハ長調 BWV1061（北村朋幹／ピアノ、伊藤恵／ピアノ）
– シューベルト：幻想曲 へ短調 D940（津田裕也／ピアノ、伊藤恵／ピアノ）