1941年生まれ。父の郷里の長野県下諏訪町で育つ。65年東京大学工学部建築学科卒業。
主な作品に「下諏訪町立諏訪湖博物館」、「せんだいメディアテーク」、「まつもと市民芸術館」、「多摩美術大学図書館（八王子）」、「みんなの森 ぎふメディアコスモス」、「台中国家歌劇院」（台湾）、「信毎メディアガーデン」など。
日本建築学会賞、ヴェネチア・ビエンナーレ金獅子賞、王立英国建築家協会（RIBA）ロイヤルゴールドメダル、プリツカー建築賞など受賞。
2011年に私塾「伊東建築塾」を設立。これからのまちや建築を考える場として様々な活動を行っている。また、自身のミュージアムが建つ愛媛県今治市大三島においては、塾生有志や地域の人々とともに継続的なまちづくりの活動に取り組んでいる。