2001年，黑川智花被选为了杂志《Ribon》的模特，后来被研音事务所的 工作人员发掘，并以“黑川智花”为艺名正式展开演艺活动 。2002年7月，通过参演TBS电视台金十档爱情剧《不需要爱情的夏天》以演员身份初次亮相。2003年，在中越典子主演的NHK晨间剧第68作《こころ》里饰演男主角的女儿朝仓幸；同年与大卫·贝克汉姆合作出演的手机广告引起强烈反响，从而受到注目 。2004年4月，在财前直见主演的温情日剧《直到生命的电池耗尽》里扮演身患重病的少女森下薰；10月，与福田沙纪、加藤成亮、星野真里联袂出演了热血校园剧《3年B班金八老师 第7季》 ，在剧中饰演女学生稲叶舞子；紧接着参演的爱情电影《下弦之月》在日本首映 。2005年4月，黑川智花在朝日电视台出品的温情日剧《小雨的梦中世界》里扮演主角樱井雨，而这也是其首次担任电视剧的主演 ；7月，参演成宫宽贵主演的爱情剧《现在，很想见你》，饰演少女时代的女主角榎田澪；同年还主演了悬疑电影《8.1》。2006年1月，搭档细田义彦联袂出演爱情剧《我的初恋男友》；4月，主演朝日电视台制作的温情日剧《照耀明天》，饰演因双亲背负了巨额债务、不得不逃到母亲的远亲处寄居的女高中生雨宫照代 ；10月，在与小栗旬、阵内孝则联袂出演的漫改SP特别剧《名侦探柯南真人版1》中饰演 真人版毛利兰 ；同年黑川智花还被选为“2006最受男性喜爱的15岁组女星之一” 。2007年3月，主演朝日电视台SP特别剧《与她正确的游戏方法》，饰演青春可人又聪明灵巧的高中女生优奈；10月，与坂口宪二、内田有纪、小池彻平等人联袂出演了医疗剧《医龙2》；11月4日，为了迎来高中毕业，黑川智花在东京秋叶原的石丸电器店举行了个人的DVD《K－毕业－黑川智花》的发行纪念活动，该DVD以“独自旅行”为主题，并于同年5月首次远赴泰国进行了拍摄 。2008年4月，黑川智花从亚细亚大学经营学部入学；7月，参演竹野内丰主演的社会剧《明日》；8月，在与谷村美月、胜地凉、荒井萌联合出演的漫改青春剧《猫街》里饰演总是一身LOLI洋装打扮喜欢设计服装的女学生野田红叶；10月12日，在东京都内举行了官方卡片集《je tomoka》的发售纪念活动 。2009年4月，出演田中直树主演的日本电视台深夜剧《人生重启》；10月，与志田未来、林遣都、田边诚一联合出演由法兰西作家丝·霍森·柏纳的经典儿童小说《小公主》改编的日剧版 ；同年黑川智花还主演了爱情电影《君の心臓の鼓动が闻こえる场所》。2010年1月17日，为了纪念自己20岁的到来，黑川智花在东京纪伊国屋书店新宿南店，为自己的首本全裸写真集《风花》举行了发售纪念活动 ；1月23日，参演 的悬疑日剧《血色星期一2》在TBS电视台播出 ；4月，与桐谷美玲联袂出演朝日电视台深夜剧《女帝薰子》 。2011年4月，参演大泽隆夫主演的穿越医疗剧《仁医完结篇》 ；10月，与泽村一树、高岛政伸、比嘉爱未联袂出演医疗剧《最强的名医》，饰演明朗元气的护士相原亚美 。2012年3月15日，黑川智花从亚细亚大学经营学部毕业，取得学士学位；10月，与中村俊介、夕辉寿太等人合作出演温情日剧《欢迎来到蝴蝶庄》 ；11月，参演真矢美纪主演的悬疑推理日剧《搜查地图之女》第3集，饰演舞妓小春一角。2013年4月，在高桥克实主演的刑侦剧《确证：警视厅搜查3课》中里扮演涩谷山手署交通课的女警友坂美奈代。2014年1月，黑川智花主演了NHK电视台制作的SP特别剧《稍微、轻松一点吧》，饰演从事护士工作的单亲妈妈若水真帆 ；5月，参演天海佑希主演的日本读卖电视台成立55周年纪念特别剧《铃木商店的当家娘》；10月，在中岛健人主演的漫改深夜剧《黑服物语》里饰演一名腹黑女公关 。2015年6月，与唐泽寿明、洼田正孝联合出演犯罪推理日剧《最后的警察》，饰演男主角的后辈刑警柏木サオリ。2016年1月，参演片濑那奈主演的社会剧《金钱天使》第3集，同月参演由水谷丰、反町隆史主演的老牌刑侦剧《相棒第14季》第12集 。