Júbilo Iwata và Nagoya Grampus

Sau khi gắn bó với đội trẻ của Júbilo Iwata, Hiroki Itō được đôn lên đội một vào năm 2018.[2] Anh ra mắt cho Júbilo Iwata với tư cách là một cầu thủ chuyên nghiệp vào tháng 3 năm 2018 tại J.League Cup và sớm ra mắt lần đầu tiên tại J1 League vào tháng 8 năm 2018.[3] Năm 2019, anh gia nhập câu lạc bộ Nagoya Grampus theo dạng cho mượn và ra sân chín lần trên mọi đấu trường cho Nagoya Grampus.[4]

Stuttgart

Vào tháng 6 năm 2021, Itō gia nhập câu lạc bộ VfB Stuttgart tại Bundesliga theo dạng cho mượn và được đội cho thi đấu với đội thứ hai tại Regionalliga Südwest.[5] Tuy nhiên, anh ngay lập tức được huấn luyện viên Pellegrino Matarazzo đôn lên đội một và ra mắt lần đầu tiên cho đội một trong chiến thắng 6–0 trên sân khách trước BFC Dynamo tại DFB-Pokal.[4] Vào ngày 26 tháng 11 năm 2021, anh ghi bàn thắng đầu tiên tại Bundesliga trong chiến thắng 2–1 trước Mainz.[6] Vào ngày 20 tháng 5 năm 2022, VfB Stuttgart đã mua đứt Itō với câu lạc bộ bằng một hợp đồng có thời hạn đến tháng 6 năm 2025.[7]

Vào tháng 8 năm 2023, anh gia hạn hợp đồng với Stuttgart đến tháng 6 năm 2027.[8] Trong mùa giải 2023–24, anh đóng vai trò quan trọng trong việc giúp Stutgart giành vị trí á quân và đủ điều kiện tham dự Champions League.[9]

Bayern Munich

Vào ngày 13 tháng 6 năm 2024, Itō đã ký hợp đồng 4 năm với câu lạc bộ Bayern Munich tại Bundesliga đến năm 2028 sau khi Bayern Munich đã kích hoạt điều khoản giải phóng hợp đồng trị giá 30 triệu euro của anh.[10]