宮崎県延岡市出身。地元・東海（とうみ）スイミングクラブで４歳から水泳を始める。
久世由美子コーチ指導のもと頭角を現し、アテネ五輪出場の座をつかむ。
その練習環境に注目が集まり「ビニールハウス生まれのヒーロー」と称される。
アテネ五輪では400ｍ自由形で40年振りの決勝進出を決めるもメダルは獲得できず。
この屈辱が、「五輪に出たい」という夢を「絶対、五輪メダリストになる」という目標に変える。

そして2008年北京五輪で見事に200ｍバタフライで銅メダルを獲得。
この活躍が認められて宮崎県民栄誉賞と延岡市民栄誉賞を受賞。

2012年3度目となるロンドン五輪に競泳チームのキャプテンとして出場。
200ｍバタフライ決勝。北京五輪で8個の金メダルを獲得した王者フェルプス、そして近年急激に力をつけてきたルクローとの熾烈なデットヒート。
「0.25秒差」、距離・数十センチ、文字通りタッチの差で銅メダルに。

また400ｍメドレーリレー決勝。国の威信をかけたこのレースで日本競泳史上初となる銀メダルを獲得。
レース終了後のインタビューで 「康介さんを手ぶらで帰らせるわけにはいかない」とコメント。
これが2012年新語・流行語大賞のトップテンに選出される。

2014年3月セガサミーホールディングスを新たな所属企業として契約。
久世由美子コーチに再び指導を仰ぎ4度目の五輪出場を目指す。