2001年,川田麻美在
北海道札幌的声乐学校学习时被讲师
岛宫荣子发掘,并成为日本歌手团体“I've”的下属歌手。11月22日,首次以“I've”歌手的身份为游戏《miss you》演唱主题歌《风と君を抱いて》(风拥抱着你)。
2002年1月,I've参与了日本动画《
拜托了,老师》主题曲及背景音乐的制作,川田麻美为该动画演唱片尾曲《空の森で》(天空的森林)。
2005年2月23日,川田麻美发售了的个人第一张双A面单曲《radiance/地に还る~on the Earth~》,两首歌曲分别被选录为电视动画《
星舰驾驶员》主题曲和片尾曲。川田麻美正式出道,所属唱片公司
Geneon环球娱乐。同年10月,同“I've”在日本武道馆举行演唱会“I'VE in BUDOKAN 2005 ~Open the Birth Gate~”。 11月,发售单曲《绯色の空》(
绯色之空),被选为电视动画《
灼眼的夏娜》主题曲。
2006年3月29日,首张个人专辑《SEED》发售,内收录川田麻美的个人第一、二张单曲。5月,在日本
横滨,
名古屋,
大阪三所城市首次举办个人巡回演唱会“MAMI KAWADA FIRST LIVE TOUR 2006 ’SEED'”,演唱会DVD《MAMI KAWADA FIRST LIVE TOUR 2006“SEED” LIVE&LIFE vol.1》于2007年4月推出。
2007年10月31日,凭借个人第五张单曲《
JOINT》取得了
日本公信榜周榜最高第九名的成绩,并连续在榜单19周,该曲同时被选录为电视动画《
灼眼的夏娜Ⅱ》主题曲。
2008年1月19日,在台湾
功学社音乐厅举办个人名义的第一场海外演唱会。10月29日,单曲《
PSI-missing》发售,此曲是电视动画《
魔法禁书目录》的主题曲。同年,在全日六个城市举办了巡回演唱会“MAMI KAWADA LIVE TOUR 2008 ’SAVIA'”。演唱会DVD《MAMI KAWADA LIVE TOUR 2008 “SAVIA” LIVE&LIFE vol.2》于同年12月24日发售。
2010年10月29日,为游戏《
恋爱与选举与巧克力》演唱主题曲《
INITIATIVE》。11月,第8张单曲《
No buts!》发售,电视动画《
魔法禁书目录》续作《
魔法禁书目录Ⅱ》选用该曲作为主题曲,《No buts!》发售后便打入日本公信榜,并在周榜单中创造最高第6位的成绩,这是川田麻美的个人作品第二次进入日本公信榜周榜前十位。2011年2月,川田麻美再次为《魔法禁书目录Ⅱ》演唱新主题曲《
See visionS》。
2013年2月20日,剧场版《
魔法的禁书目录:恩底弥翁的奇迹》主题单曲《FIXED STAR》发售。8月28日,川田麻美发售了精选专辑《とある魔术の楽曲目録》(魔法禁书乐曲目录),内收录《魔法禁书目录》及《魔法禁书目录Ⅱ》所有主题曲及片尾曲,其中也包含了另外两名日本歌手
IKU和
黑崎真音的作品。11月24日,出席“
ANIMAX MUSIX2013”演出。
2014年2月26日,个人第14张单曲《Break a spell》发售,被选为电视动画《
东京暗鸦》第二首片尾曲。