Da sempre interessata al mondo dello spettacolo, nel 1997 decide di partecipare a "The Japan Audition 1997" indetta dalla Avex e viene scelta tra oltre 200.000 partecipanti per un contratto.
Desiderando però finire gli studi, frequentò delle lezioni di canto seguite dalla Avex in preparazione al suo debutto discografico. Nel 1999 Hitomi realizza il suo primo singolo, "Ōsaka no onna (大阪の女, )", una canzone enka tradizionale: il disco ha successo di critica ma data la scarsità di vendite la Avex e Hitomi decidono di cambiare rotta. Nel 2000 infatti esce "Kaihōku(解放区), il secondo singolo, orientato al pop. Con il terzo singolo, "papillon(パピヨン~papillon~)", cover di "Doesen't Really Matters" di Janet Jackson, Hitomi Shimatani ottiene un grande successo di vendite.

La sua voce è legata anche a numerose produzioni animate, come "Inuyasha", "The Law of Ueki" o videogames come "Another Century's Episode".