伊勢谷友介從日本大學豐山高中畢業後，考入了東京藝術大學美術學系。在學期間，他就作為模特活躍於時裝秀、時尚雜誌和各種廣告中。他曾前往米蘭參加PRADA的發布會，後前往紐約大學短期留學，修習電影課程，並與東京藝術大學的兩位同學結成了創意小組“カクト”，製作了12部小電影。

演藝經歷

1998年，伊勢谷友介出演了由是枝裕和執導的劇情片《下一站，天國》，從此步入電影圈。

2000年，與池脅千鶴、松尾政壽聯手出演由犬童一心執導的劇情片《金髮草原》。

2001年，伊勢谷友介與蒼井優、宮崎葵參演由鹽田明彥執導的劇情片《害蟲》。

2002年，與淺野忠信主演了動作驚悚片《終結死亡》，該片講的是三個被追逐的男子的故事。

2003年，伊勢谷友介出演了由鹽田明彥執導的奇幻片《黃泉路》。同年，在動作犯罪片《醒來的人》中一人擔當了導演、編劇和主演三項要職，該片成為第32屆東京國際電影節參賽作品，並獲得第3屆東京新作家主義國際電影節評審團特別獎   。

2004年，與常盤貴子主演了由降旗康男執導的愛情片《赤月》。同年，與麻生久美子主演了動作科幻片《再造人卡辛》，該片改編自70年代的同名卡通片   。

2005年10月，出演劇情片《向雪祈禱》，飾演遭受人生挫折的高傲青年。

2006年1月，伊勢谷友介出演了加拿大、法國和日本三國合拍的驚悚片《The Passenger》。5月，與中谷美紀、瑛太聯袂主演了改編自日本作家山田宗樹同名小說的歌舞片《被嫌棄的松子的一生》，飾演松子當老師時期的學生   。7月，出演愛情片《蜂蜜與四葉草》，飾演才華橫溢的美大雕塑生，該片講述了竹本佑太和了花本葉久美的愛情故事   。10月，在卡通片《惡童》中客串配音。此外，伊勢谷友介還被《INVITATION》雜誌評選為年度最佳男演員。

2007年，出演劇情片《圖集上沒有的蟲子》，飾演自由作家。6月，與竹內結子主演了改編自長嶋有同名小說的劇情片《挎斗機車里的狗》   。8月，與松田龍平合作主演了由原田真人執導的恐怖片《傳染歌》，飾演陸的前輩編輯太一。9月，與伊藤英明、佐藤浩市聯手主演了由三池崇史執導的動作片《壽喜燒西部片》   。

2008年，出演由費爾南多·梅里爾斯執導的愛情驚悚片《盲流感》   。

2009年，與中谷美紀主演取材於真實歷史人物的歷史劇《白洲次郎》，飾演日本現代史的風雲人物白洲次郎   。

2010年，與生田斗真合作主演根據太宰治所著同名小說改編的劇情片《人間失格》，飾演外表優雅但卻內心險惡堀木正雄。同年，與役所廣司、山田孝之主演由三池崇史執導的戰爭歷史片《十三刺客》，飾演刺客山の民   。

2011年，出演了由梶原一騎所著同名漫畫作品改編的體育勵志片《明日之丈》，飾演主角山下智久的“宿敵”力石徹，獲得第35屆日本電影學院獎最佳男配角和第54屆日本電影藍絲帶獎最佳男配角   。

2014年，伊勢谷友介與佐藤健、武井咲共同出演了由大友啟史執導的動作古裝片《浪客劍心：京都大火篇》，飾演隱秘御庭番首領四乃森蒼紫，該片主要講述劍心等人與試圖顛覆日本的勁敵志志雄真實之間對戰的故事   。

2015年，與龜梨和也、深田恭子合作主演動作片《JOKER GAME》，飾演嘉藤次郎的上司及救命恩人，該片改編自小說代號D機關連載系列小說   。

2016年，參加拍攝電影《新宿天鵝2》。

2017年8月4日，出演漫改電影《JOJO的奇妙冒險》，飾演空條承太郎   。

2018年，接拍七月開播日本台新劇《生存·婚禮》   。

2019年，11月1日參演電影《音樂會結束時》上映   。