伊调馨是在姐姐伊调千春的影响下踏上摔跤之路的，伊调千春曾在北京奥运会上夺得了女子自由式摔跤48公斤级银牌，而伊调馨更胜一筹，成为世界上最优秀的摔跤运动员。
2004年8月23日，伊调馨在2004年雅典奥运会女子自由式63公斤级摔跤决赛中3比2险胜对手美国选手迈克曼（SARA MCMANN）夺金。20岁的伊调馨在这个项目上优势明显，她的获胜也替自己的姐姐“报了仇”，在稍早进行比赛中伊调千春在48公斤级比赛中仅获得银牌。
2007年9月23日，伊调馨在阿塞拜疆巴库举行的2007年摔跤世锦赛女子自由式63公斤级比赛中战胜哈萨克斯坦选手叶连娜，夺得冠军。
2008年8月17日，2008年北京奥运会女子自由式摔跤63公斤级比赛中，伊调馨成功卫冕冠军，为日本队再进一金。伊调馨已经成长为女子自由式摔跤63公斤级绝对的王者。在当日的比赛中，伊调馨发挥稳定，进攻防守无懈可击，顺利摘取金牌。获胜后，伊调馨激动地在赛场中央哭起来，教练也兴奋地把她高高举起，久久沉浸在胜利的喜悦中。伊调馨赛后面对记者时，似乎不是很高兴，她话不多，而且声音低沉。她久久抚摸着胸前的金牌说：“比赛中体力和技术上来讲我都没有问题，但情绪不是很好。因为在来北京之前，我和姐姐伊调千春相约双双带着金牌一起回家，但很遗憾姐姐的梦破碎了，在48公斤级比赛中只拿到银牌。我甚至也开始怀疑自己是否有能力夺冠。但姐姐一直鼓励我，给了我很大的力量，使我最终赢得比赛。因此这枚金牌是我们两个人的。”伊调馨和爽朗外向的姐姐风格迥然不同，她很冷静，而且说起话来柔声细语，她说：“对我来讲，金牌不只是一枚奖牌。从雅典奥运会以来，从不放弃的努力、艰苦的训练以及家人的支持都在这枚金牌里，它来之不易。”
2010年9月10日（北京时间），2010年摔跤世锦赛在俄罗斯莫斯科进入到第四日争夺。日本名将伊调馨夺得女子63公斤级冠军。
2012年8月9日，2012年伦敦奥运会摔跤比赛继续进行，在女子63公斤级决赛中，首次参加奥运会的中国名将景瑞雪拼尽全力，但还是输给了日本名将伊调馨，遗憾拿到银牌，而伊调馨实现了奥运该级别的三连冠。
2016年1月在西伯利亚城市克拉斯诺雅茨克举行的摔跤黄金大奖赛上，伊调馨已经13年不败的纪录被终结，一再向她进行挑战的蒙古选手鄂尔浑终于将伊调馨拉下了马。3届奥运会卫冕冠军日本摔跤名将伊调馨31岁，鄂尔浑21岁。这次后者终结了前者的13年连胜。2003年被美国选手莎拉击败后，伊调馨在世界赛场已经取得189场胜利，收获10个世界冠军。伊调馨正备战里约奥运会，鄂尔浑则是她的劲敌。“本次比赛我没能拿下，这是事实，同时这是一次很宝贵的经历。”伊调馨说。
2016年8月17日 ，日本队32岁的老将伊调馨在里约奥运会女子自由式摔跤58公斤级决赛中实现逆转，创四夺奥运金牌的传奇。
2016年里约奥运会之后，伊调馨选择退役。
2018年5月，伊调馨回到训练场，在美国纽约布鲁克林一所高中与美国奥运冠军海伦-洛里斯进行训练。2018年8月时年34岁的伊调馨正式决定复出，参加2018年10月的全日本公开赛。
2019年7月6日，在日本埼玉县举行的世界摔跤锦标赛57公斤级资格赛中输给了另一位奥运金牌得主卡瓦伊(Risako Kawai)。伊调馨想代表日本参加东京奥运会，连续第五次获得金牌的愿望遭遇了毁灭性的挫折。
作为首位连续四次在奥运会个人项目中获得金牌的女选手，2016年伊调馨被授予国民荣誉奖。2017年同样是因为在奥运会上的成就，她还获得了吉尼斯世界纪录的认可。
排名 比赛项目 年份 比赛地点
奥运会
冠军 自由式-63公斤级 2004 希腊雅典
冠军 自由式-63公斤级 2008 中国北京
冠军 自由式-63公斤级 2012 悉尼伦敦
冠军 自由式-58公斤级 2016 巴西里约热内卢
世界锦标赛
冠军 自由式-63公斤级 2002 希腊哈尔基斯
冠军 自由式-63公斤级 2003 美国纽约
冠军 自由式-63公斤级 2005 匈牙利布达佩斯
冠军 自由式-63公斤级 2006 中国广州
冠军 自由式-63公斤级 2007 阿塞拜疆巴库
冠军 自由式-63公斤级 2010年 俄罗斯莫斯科
冠军 自由式-63公斤级2011年 土耳其伊斯坦布尔
冠军 自由式-58公斤级2014年 乌兹别克斯坦塔什干
冠军 自由式-58公斤级2015年 美国拉斯维加斯
亚洲锦标赛冠军
自由式-63公斤级 2005 中国武汉
自由式-63公斤级 2007 吉尔吉斯斯坦比什凯克
世界杯
冠军自由式-63公斤级 2006 日本名古屋
冠军 自由式-63公斤级 2005 法国克莱蒙费朗
冠军 自由式-63公斤级 2004 日本东京
2015年12月全日本锦标赛女子自由式摔跤58公斤级冠军
