1997年8月，在第7届全日本国民的美少女比赛中获得审査员特别赏。
1999年7月，成为四人组合Z-1的一员开始登台。
2000年，在富士电视台剧集《涙をふいて》中首次作为女演员登场。
2001年，出演《3年B班金八先生》第6季，饰演抱有“性别认同障碍”问题的中学生“鹤本直”，一跃成名。
2002年停止了有关Z-1的音乐活动，并在8月推出首张个人单曲《Pureness》，开始了以个人身份在音乐方面的发展。2002年和2003年分别在电视与电影上连续两年获得ゴールデンアロー赏最佳新人奖。
2003年JUNON杂志所举办的读者票选的“2003年最受注目的新人”项目中获得第一名。
2004年10月，在第71次NHK全国学校音乐竞赛会全国竞赛会小学的部分担任主持。同年年底在第55届NHK红白歌合战中初次演出。在第40回日剧学院赏中凭《网球甜心》获得最佳女主角。
2005年，她获得最佳发型奖、最佳笑容奖及获称为美甲皇后。
2006年，上户彩成为《名侦探柯南》10周年企划的特别支持者，连续10周在动画结尾的猜谜环节和柯南共同演出，参与柯南的各类CM和活动来支援柯南。在柯南剧场版《侦探们的镇魂歌》的片末作为10周年纪念特别的支援者被记载。并在柯南437集《上户彩与新一 4年前的约定》中客串本人，上户彩也曾作为声优为动画电影配音过。同年成为小学馆的12岁的文学奖的特别审查员。2006年年初成为都灵冬奥会日本特别新闻播报主持人，并赶赴都灵观看开幕式和助威。2006年春季接拍励志题材日剧《attention please》取得高收视。2008年，该剧以《甜心空姐》为中文名引进中国，在中国各大卫视播出，获得好口碑。
2008年，成为“M-1最高奖”和“日本唱片大奖”的司仪。出演Softbank“白户家系列”广告，获得日本最大型的广告颁奖礼48届ACC广告节最佳演技奖，并接连几年获得CM好感度第一名。凭借新剧《千金与贫乏太郎》和大受欢迎的广告，年底被权威杂志《日经Entertainment》票选为23岁以下日本女星人气王。
2010年4月，首次主演的刑事日剧《绝对零度~未解决事件特命搜查》首集就刷新了她自《甜心空姐》之后主演日剧的首集最高收视率18%。同年9月，日本日经杂志公布CM广告界身价最高的女星，上户彩以441万登CM女王。年底公布的CM代言数量连续3年排在第一。10月，上户彩和竹野内丰主演的月九剧《流星》获得好评，收视率也出人意料的低开高走，最终以平均14.06%获得秋季日剧第二名，而最终回>平均>首集的收视推移也是民放日剧难得一见的，这也一扫她2009年出演首部月九剧失利的晦气，使得演技获得更多人的认可，并在《日刊体育报》及《日剧学院赏》举办的投票中获得助演女优赏，是她继2004年的网球甜心后，相隔7年再度获得日剧学院赏。
2011年7月8日，主演的电视剧《绝对零度：电视特别篇》日本首播。7月12日，主演电视剧《绝对零度2 特殊犯罪潜入捜査》日本首播。12月美国电影网站TC Candler公布“2011年全球最美脸蛋”排行榜，日本方面，上户彩虽遗憾未进前百（佐佐木希第71，唯一进前百日本女星），但成功入围。排名日本方面第三位美女。
2012年4月28日，与阿部宽主演《罗马浴场》在日本上映，在剧中饰演女主角山越真实。
2013年，上户彩在电视剧《半泽直树》中饰演男主角半泽直树的妻子半泽花，是虽然和直树常常拌嘴，但总是默默支持直树的一位贤内助，该剧取得了极高的收视率。10月12日，主演电影《阿信电影版》，饰演滨田心音的母亲。
2014年，上户彩主演的电视剧《昼颜》同样取得不错的反响，并提名第82届日剧学院赏最佳女主角奖。
2015年4月16日出演木村拓哉主演的电视剧《家的记忆》。
