1997年8月，上户在第7届全日本国民的美少女比赛中获得审查员特别赏。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》首次以演员身份登场，此后亦在不同的电视剧及电影参与演出。2001年，参演《3年B组金八先生》(东京放送)第6集，饰演抱有性别认同障碍问题的中学生“鹤本直”，因此而一跃成名，演技获得武田铁矢称赞，武田铁矢更在接受访问时表示上户彩是“平成的山口百惠”。
在音乐方面，2002年起停止有关母团Z-1的活动，并在8月推出个人单曲《Pureness》，开始了solo发展，并在《JUNON杂志》所举办的读者票选的“2003年最受注目的新人榜”获得第一名。2004年，在第55届NHK红白歌合战中初次演出。
2007年4月，朝日电视台翻拍日本版《情定大饭店》，由上户彩挑大梁出任女主角，裴勇俊也答应在剧中客串企业家“申东贤”一角，角色与韩版一样。2010年，主演的电视剧《绝对零度》、《十年之后依然爱你》，以及与竹野内丰搭档担任女主角的月九剧《流星》都获得了不错的成绩及口碑，其中以《流星》里的为了钱而假结婚的角色获得了第67回日剧学院赏 助演女优赏，是继2004年后的《网球甜心》后，相隔七年再度获得此奖。
2011年，主演完《绝对零度～特殊犯罪潜入搜查～》后休息半年，直至2012年7月开始才又以《金子美玲物语SP》的主演重返电视剧。
主要作品
连续剧
顽固老哥(泪をふいて)(2000年10月11日-2000年12月20日、CX)- 饰 渊上桃
新娘三颗星(嫁はミツボシ)(2001年4月11日-2001年6月20日、TBS)- 饰 新庄真由美
3年B组金八先生(2001年10月11日-2002年3月28日、2005年1月7日、TBS)- 饰 鹤本直
冷暖人间(2002年6月6日-2002年7月11日、TBS)- 饰 小岛(山下)加奈
甜心小厨师(マイリトルシェフ)(2002年7月10日-2002年9月11日、TBS)- 饰 鸭泽名津菜
新高校教师2003(2003年1月10日-2003年3月21日、TBS)- 饰 町田雏
ひと夏のパパへ(2003年7月2日-2003年9月3日、TBS)- 主演・饰 望月まりも(望月真理摩)
网球甜心(エースをねらえ!)(2004年1月15日-2004年3月11日、EX)- 主演・饰 冈ひろみ(冈浩美)
导游小姐阴阳眼(2004年4月30日、EX)- 青山美咲(客串)
义经(2005年1月9日-2005年12月11日、NHK)- 饰 うつぼ(空穗)
女排NO.1(2005年4月14日-2005年6月23日、EX)-主演・ 饰 鲇原こずえ(鲇原梢)
空姐特训班(2006年4月18日-2006年6月27日、CX主演・饰 美咲洋子
下北SUNDAYS(2006年7月13日-2006年9月7日、EX)- 主演・饰 里中ゆいか(里中唯佳)
情定大饭店-(2007年4月19日-2007年6月14日、EX)-主演・饰 小田桐杏子
我的野蛮妈咪(2007年10月16日-2007年12月18日、CX)-主演・饰川野あゆ(川野步)
热血律师(2008年4月16日-2008年6月18日、NTV)-主演・饰 堂本灯
名人与贫乏太郎(2008年10月14日-2008年12月23日、CX)-主演・饰 美田园アリス(美田园爱丽丝)
结婚万岁 (2009年4月20日-2009年6月29日、CX) -饰 飞田春乃
绝对零度～未解决事件特命搜查～- (2010年4月13日-2010年6月22日、CX) -主演・饰 樱木泉
十年之后依然爱你(10年先も君に戀して)- (2010年8月31日-2010年10月5日、NHK) -主演・饰 小野沢里花/円山里花
流星(2010年10月18日-2010年12月20日、CX) -饰 槇原梨沙
绝对零度～特殊犯罪潜入搜查～(2011年7月12日-2011年9月20日、CX) -主演・饰 樱木泉
阳光照耀之地(2013年1月8日-2013年3月12日、NHK)主演 饰 小森谷芭子
半泽直树(2013年7月7日-2013年9月22日、TBS) -饰 半泽花
午后人妻(2014年7月17日-2014年9月25日、CX)-主演・饰 笹本纱和
I'm Home(2015年4月16日-2015年6月18日)-饰 家路惠
单发电视剧、客串
甘庶田之歌(さとうきび畑の呗)(2003年9月28日)- 饰平山美枝
古都(2005年2月6日)- 饰佐田千重子与苗子两角
美空云雀诞生物语(美空ひばり物语—おでことおでこがぶつかって)(2005年5月29日)- 饰美空ひばり
泪光闪闪～爱依然活着(涙そうそう -この爱に生きて-)(2005年10月9日)- 饰小田未来
折翼天使(翼の折れた天使たち)(2006年2月27日)- 主演・饰奈奈子
ATTENTION PLEASE 空姐特训班SP夏威夷特别篇(2007年1月13日)主演・饰美咲洋子
李香兰满洲篇-(2007年2月11日)-主演・饰李香兰
李香兰上海篇-(2007年2月12日)-主演・饰李香兰
ATTENTION PLEASE 空姐特训班SP雪梨特别篇(2008年4月3日)主演・饰美咲洋子
结婚 - (2009年11月28日、EX) -饰 上原ちかげ
爱能看见～全盲夫妇孕育的小小生命～〔爱はみえる～全盲夫妇に宿った小さな命～〕(2010年9月3日、CX)- 主演・立松树里
金子美玲物语 (2012年7月9日、TBS) -主演. 饰 金子美玲
我要坐着轮椅飞向蓝天(车イスで仆は空を飞ぶ) (2012年8月25日、NTV) -饰 加藤久実
电影
杀人者～keep of paraiso～(1999年5月)
小飞侠续集：梦不落帝国 ピーター・パン2：ネバーランドの秘密(2002年12月)- 声演 珍
百人斩少女 あずみ(2003年)-饰あずみ
半熟少女物语 インストール(2004年)-饰野沢朝子
百人斩少女2 あずみ2 Death or Love(2005年)-饰あずみ
罗马浴场 テルマエ・ロマエ(2012年4月)-饰 山越真实
阿信 おしん(东映、2013年)-饰 谷村藤
武士的菜单(松竹、2013年)-饰 お春
罗马浴场2 テルマエ・ロマエII(东宝、2014年)-饰 山越真实
动画配音
名侦探柯南(上户彩)(友情客串演出) 第437集 上户彩与新一四年前的约定
琴之森(一之瀬 海)
BATON[8](一 ミカル)(横滨开港150周年纪念、2009年，北村龙平导演 岩井俊二剧本)
