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かつて沖縄アクターズスクール大阪校および沖縄本校に在籍し、当時はトップ集団であるB.B.WAVESに属していた。
2002年8月7日にday after tomorrow（以下、datと略）としてデビュー。プロデューサー・五十嵐充や所属事務所、さらに「ポスト浜崎あゆみ」を求めていた所属レコード会社avex traxからの厚いバックアップを受けたdatは「期待の大型新人」として大々的に売り出され、積極的なテレビ出演で知名度を上げていった。年末には日本レコード大賞・新人賞を受賞。2003年の夏頃からオリコンチャート上位の常連になり、6thシングル『moon gate』、7thシングル『Dear Friends/It's My Way』は最高位2位を記録したものの、2005年7月をもってdatは活動を休止した。
2006年3月29日、シングル「VS（ヴァーサス）」でソロデビュー。datの活動休止からソロデビューに至るまでに、misonoは歌を歌う場所を失う事への怖さを知り、ある意味挫折を味わったと語っている。「今まで（dat）は、皆に好かれる、笑顔・前向き・元気いっぱい、自信に満ち溢れた理想の自分だったけれど、実はネガティブな一面もあったり、普通の女の子であり、今まで隠していた弱い自分もいる。葛藤の末、どちらも本当の自分なんだ、隠さずに受け止めよう」と語った。
2006年には岡本真夜のヒット曲「TOMORROW」をカヴァーし、グリコ乳業「カフェオーレ」のCMに7月より起用されていた。当初はCMのみで流されていたが、11月1日発売のシングル「ラブリー?キャッツアイ」にc/w曲として収録されている。
人気テレビゲームのテイルズシリーズへのタイアップが多く、day after tomorrow時代に｢Starry Heavens｣｢そして僕にできるコト｣、ソロとしても｢VS｣｢ラブリーキャッツアイ｣｢二人三脚｣などを提供している（そのうち、『テイルズオブシンフォニア』関連作品すべてに関わっている）。
ソロデビューと並行してタレント活動も展開、最近は島田紳助司会のバラエティ番組への出演機会が多く『世界バリバリ★バリュー』と『クイズ!ヘキサゴンII』などでセミレギュラーとして出演。
2008年9月1日 HEY!HEY!HEY!MUSIC CHAMPに初出演。（しかし、day after tomorrowのときは出演していた）
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