2001年，黑川智花被選為了雜誌《Ribon》的模特，後來被研音事務所的工作人員發掘，並以“黑川智花”為藝名正式展開演藝活動 。
2002年7月，通過參演TBS電視臺金十檔愛情劇《不需要愛情的夏天》以演員身份初次亮相。
2003年，在中越典子主演的NHK晨間劇第68作《こころ》裏飾演男主角的女兒朝倉幸；同年與大衛·貝克漢姆合作出演的手機廣告引起強烈反響，從而受到註目 。
2004年4月，在財前直見主演的溫情日劇《直到生命的電池耗盡》裏扮演身患重病的少女森下薰；10月，與福田沙紀、加藤成亮、星野真裏聯袂出演了熱血校園劇《3年B班金八老師 第7季》 ，在劇中飾演女學生稲葉舞子；緊接著參演的愛情電影《下弦之月》在日本首映 。
2005年4月，黑川智花在朝日電視臺出品的溫情日劇《小雨的夢中世界》裏扮演主角櫻井雨，而這也是其首次擔任電視劇的主演 ；7月，參演成宮寬貴主演的愛情劇《現在，很想見妳》，飾演少女時代的女主角榎田澪；同年還主演了懸疑電影《8.1》。
2006年1月，搭檔細田義彥聯袂出演愛情劇《我的初戀男友》；4月，主演朝日電視臺制作的溫情日劇《照耀明天》，飾演因雙親背負了巨額債務、不得不逃到母親的遠親處寄居的女高中生雨宮照代 ；10月，在與小栗旬、陣內孝則聯袂出演的漫改SP特別劇《名偵探柯南真人版1》中飾演真人版毛利蘭 ；同年黑川智花還被選為“2006最受男性喜愛的15歲組女星之壹” 。
2007年3月，主演朝日電視臺SP特別劇《與她正確的遊戲方法》，飾演青春可人又聰明靈巧的高中女生優奈；10月，與阪口憲二、內田有紀、小池徹平等人聯袂出演了醫療劇《醫龍2》；11月4日，為了迎來高中畢業，黑川智花在東京秋葉原的石丸電器店舉行了個人的DVD《K－畢業－黑川智花》的發行紀念活動，該DVD以“獨自旅行”為主題，並於同年5月首次遠赴泰國進行了拍攝 。
2008年4月，黑川智花從亞細亞大學經營學部入學；7月，參演竹野內豐主演的社會劇《明日》；8月，在與谷村美月、勝地涼、荒井萌聯合出演的漫改青春劇《貓街》裏飾演總是壹身LOLI洋裝打扮喜歡設計服裝的女學生野田紅葉；10月12日，在東京都內舉行了官方卡片集《je tomoka》的發售紀念活動 。
2009年4月，出演田中直樹主演的日本電視臺深夜劇《人生重啟》；10月，與誌田未來、林遣都、田邊誠壹聯合出演由法蘭西作家絲·霍森·柏納的經典兒童小說《小公主》改編的日劇版 ；同年黑川智花還主演了愛情電影《君の心臓の鼓動が聞こえる場所》。
2010年1月17日，為了紀念自己20歲的到來，黑川智花在東京紀伊國屋書店新宿南店，為自己的首本全裸寫真集《風花》舉行了發售紀念活動 ；1月23日，參演的懸疑日劇《血色星期壹2》在TBS電視臺播出 ；4月，與桐谷美玲聯袂出演朝日電視臺深夜劇《女帝薰子》 。
2011年4月，參演大澤隆夫主演的穿越醫療劇《仁醫完結篇》 ；10月，與澤村壹樹、高島政伸、比嘉愛未聯袂出演醫療劇《最強的名醫》，飾演明朗元氣的護士相原亞美 。
2012年3月15日，黑川智花從亞細亞大學經營學部畢業，取得學士學位；10月，與中村俊介、夕輝壽太等人合作出演溫情日劇《歡迎來到蝴蝶莊》 ；11月，參演真矢美紀主演的懸疑推理日劇《搜查地圖之女》第3集，飾演舞妓小春壹角。
2013年4月，在高橋克實主演的刑偵劇《確證：警視廳搜查3課》中裏扮演澀谷山手署交通課的女警友阪美奈代。
2014年1月，黑川智花主演了NHK電視臺制作的SP特別劇《稍微、輕松壹點吧》，飾演從事護士工作的單親媽媽若水真帆 ；5月，參演天海佑希主演的日本讀賣電視臺成立55周年紀念特別劇《鈴木商店的當家娘》；10月，在中島健人主演的漫改深夜劇《黑服物語》裏飾演壹名腹黑女公關 。
2015年6月，與唐澤壽明、窪田正孝聯合出演犯罪推理日劇《最後的警察》，飾演男主角的後輩刑警柏木サオリ。
2016年1月，參演片瀨那奈主演的社會劇《金錢天使》第3集，同月參演由水谷豐、反町隆史主演的老牌刑偵劇《相棒第14季》第12集 。