四人姉妹の次女。生後二か月で肺炎にかかり、瀕死のところ佐世保の米軍基地の病院でペニシリンで助けられた。フィギュアスケート選手を経て芸能界にスカウトされ、1960年に梅田コマ劇場で初舞台を踏む。
1962年に上京し、いずみたくに師事。1964年『ネェ、聞いてよママ』でレコードデビューを果たし、テレビドラマ『七人の孫』にも出演する。1968年、イメージチェンジと歌手活動に専念のためレコード会社を移籍。同年末に発売された『ブルー・ライト・ヨコハマ』が1969年初頭から大ヒットし、150万枚の売り上げを記録。[要出典]NHK紅白歌合戦に1969年から1977年まで9年連続出場、1993年には16年ぶりに復帰し通算10回出場した。
1979年、所属していた渡辺プロダクションから分社化したイザワオフィスへザ・ドリフターズなどと共に移籍し、その後は女優に専念。1977年の映画『青春の門 自立編』で報知映画賞助演女優賞に輝いた。1982年の映画『野獣刑事』ではヌードにもなり、細身の身体と裏腹に豊満な乳房を披露し、当時の芸能マスコミはこぞって取り上げた。『男はつらいよ 寅次郎あじさいの恋』との両作品で第6回日本アカデミー賞主演女優賞を獲得し、1986年の映画『火宅の人』では、報知映画賞、ブルーリボン賞、第10回日本アカデミー賞主演女優賞など受賞した (→ #受賞)。 同年の映画『時計 Adieu l'Hiver』ではフィギュアスケートのコーチを演じている。
テレビドラマでは『北の国から』（1981年 - 1982年）、『金曜日の妻たちへ』（1983年）などに出演。1989年上半期、連続テレビ小説『青春家族』のヒロインを清水美砂とともに務め、放送時点41歳で当時としてはヒロイン史上最年長だった。2003年下半期に放送された連続テレビ小説『てるてる家族』で上原多香子が演じた岩田夏子はいしだがモデルで、自らもクラブの歌手で出演した。
長く新曲の発表がなかったが、2008年1月に『ラジオ深夜便』のコーナー「深夜便のうた」の1曲として久々の新曲『オアシス』を作詞：阿木燿子、作曲：宇崎竜童で発表。同番組で同年3月まで流された。歌手活動を再開したのかどうかは不明で本人や事務所からもこの件に関する発表はなされていない。『オアシス』はNHKサービスセンターが刊行している『ラジオ深夜便年鑑2008』の付属CDと「深夜便のうた」のオムニバスCDで聞くことができるのみである。
千葉真一の熱狂的ファンで、仕事の合間を縫いながら必ずテレビドラマ『キイハンター』を観ており、千葉と会ったときには「大ファンです」と伝えている[1]。1987年5月1日に放送された金曜女のドラマスペシャル『雪の朝に』では、念願の共演を果たした。
テレビドラマ『祭ばやしが聞こえる』で共演した萩原健一と1980年に結婚したが、1984年に離婚した。萩原は後に自叙伝「ショーケン」で、実際に2人は1度も籍を入れておらず、事実婚（内縁状態）であったと告白した。しかし週刊新潮2008年4月3日号の記事（『「ショーケン自伝」いしだあゆみと「未入籍」はウソだった』）によると、「未入籍は事実ではなく、萩原健一も実際には入籍していたことを認めた」とのことである。
ネェ、聞いてよママ (1964.04)
サチオ君 (1964.06)
誰だって一人じゃない (1964.08)
素敵なパパ (1964.08) ※森繁久彌とのデュエット
東京の夜は更けて (1964.08)
先生を好きでした (1964.09)
サミーのマーチ (1964.09)
ブーベの恋人 (1964.11)
赤い花びら飛んでゆく (1964.12) ※松島アキラとのデュエット
みどりの乙女 (1965.02)
アッちゃん (1965.03)
愛さなければよかった (1965.08)
ガムとチョコ (1965.09)
わたしのことだけ (1965.11)
若い野ばら (1965.12)
夢みる17才 (1966.04)
愛のマーチ (1966.05)
さいはての湖 (1966.07)
パイナップル・ラブ (1966.08)
黄色いハンカチ (1967.04)
恋のシャドー (1967.05)
こまらせたいの (1967.09)
小雨の思い出 (1968.02)
太陽は泣いている (1968.06.10) - オリコンチャート（以下同）18位
ふたりだけの城 (1968.09.25)
ブルー・ライト・ヨコハマ (1968.12.25) - 1位
涙の中を歩いてる (1969.04.15) - 10位
今日からあなたと (1969.08.01) - 7位
喧嘩のあとでくちづけを (1969.11.25) - 7位
あなたならどうする (1970.03.25) - 2位
昨日のおんな (1970.07.15) - 8位
何があなたをそうさせた (1970.10.01) - 12位
止めないで (1971.02.10) - 20位
砂漠のような東京で (1971.05.10) - 3位
おもいでの長崎 (1971.08.25) - 10位
さすらいの天使 (1972.01.25) - 18位
まるで飛べない小鳥のように (1972.07.25) - 45位
生まれかわれるものならば (1972.11.10) - 43位
愛愁 (1973.02.25) - 51位
渚にて (1973.06.10) - 52位
愛の氷河 (1973.09.10) - 42位
幸せだったわありがとう (1974.01.25) - 42位
恋は初恋 (1974.04.25) - 54位
美しい別れ (1974.08.01) - 74位
家路 (1974.12.01)
待ちわびても (1975.04.01)
時には一人で (1975.11.10) - 83位
とまどい (1976.05.01)
ちょっと淋しい春ですね (1977.04.01)
港・坂道・異人館 (1977.11.01)
今夜は星空 (1978.07.01)
大阪の女(ひと) (1978.10.01)
マイルド・ナイト (1979.06.10) - 86位
マイルド・ロマン・ロック (1980.06.25)
赤いギヤマン (1981.11.21)
羽衣天女 (1985.09.21) - 78位
わかれ道 (1986.11.21) ※渡哲也とのデュエット
オリジナルアルバム[編集]
ブルー・ライト・ヨコハマ (1969.04.25)
砂漠のような東京で (1971.06.10)
スクリーン・ラヴ・テーマ (1972.03.10)
ファンタジー (1972.12.10)
美しい別れ (1974.08.25)
アワー・コネクション (1977.04.25)
いしだあゆみ (1981)
マイ・ファースト・リサイタル (1970.01.10) - 1969年10月27日のサンケイホール
あゆみ オン・ステージ (1973.03.25) - 1972年12月20日の新宿ムーランドール
あゆみ オン・ステージ (1973.07.25) - 1973年4月26日の帝国劇場
リサイタル 1974 (1974.07.25) - 1974年5月