1996年、『機動戦士ガンダム第 08ＭＳ小隊』OP主題歌「嵐の中で輝いて」、同ED主題歌「10 YEARS AFTER」でデビュー。OVAとしては異例の10万枚以上のセールスを記録。以後、挿入歌、劇場版など『機動戦士ガンダム第 08ＭＳ小隊』シリーズの歌をすべて担当。 1999年、中国を舞台に描かれたＴＶアニメ『仙界伝 封神演義』OP主題歌「WILL」、同ED主題歌「FRIENDS」も10万枚を越えるヒットとなる。その他、TVアニメ『RAVE』主題歌「Butterfly Kiss」、『カレイドスター』OP主題歌「約束の場所へ」やTVアニメ『よんでますよ、アザゼルさん。』OP、『FAIRY TAIL』のOP主題歌など、多数のアニメソングやゲームソングを担当。夢と愛、勇気と優しさをテーマに歌い続け、今までにシングル34枚、アルバム17枚をリリース。
2010年に所属事務所をSOLID VOXへと移籍し活動を海外にまで広げ、南米及びアジアでの海外イベントライブへの出演も精力的に行っている。 2015年、20周年記念アルバム「BEST OF CHIHIROX ll」をリリース。そして、自身のデビュー日となる2016年1月24日に20周年記念ライブ『Chihiro Yonekura 20th Anniversary Special Live』を開催。
2016年、TVアニメ「クラシカロイド」の挿入歌やPSVita「数乱 digit」OP&EDの作詞作曲歌唱を担当。また、他のアーティストへの曲提供やソングライターとしても幅広く活躍中。