長野県北佐久郡軽井沢町の生まれ。2004年、“第１回D-BOYSオーディション”で準グランプリを受賞し、若手俳優集団“D-BOYS”に加入。翌05年の日本テレビ『瑠璃の島』第５話に不良少年の役でゲスト出演して、俳優デビューする。06年、TBS『ウルトラマンメビウス』で、ウルトラマンメビウスに変身する主人公・ヒビノミライ役に抜擢され、一気に全国区の知名度を獲得。素朴で爽やかなキャラクターは、子供たちだけでなく、若い女性からも支持を得た。さらに、同作品の劇場版「ウルトラマンメビウス＆ウルトラ兄弟」06で映画初主演も飾る。続いて、フジテレビ『わたしたちの教科書』『花ざかりの君たちへ・イケメン♂パラダイス』07などにレギュラー出演したのち、TBS『ROOKIES』08に、不良高校生ばかりの野球部が一丸となって甲子園を目指すその部員のひとり、一塁手の湯舟哲郎を演じて人気、知名度ともに大きくアップした。翌09年には劇場版「ROOKIES／卒業」も作られ大ヒットを記録。五十嵐にとっても出世作となった。その後は、『ウルトラマンメビウス』からの繋がりで「大決戦！超ウルトラ８兄弟」08、「大怪獣バトル／ウルトラ銀河伝説 THE MOVIE」09といった劇場用映画に、ヒビノミライ役で繰り返し出演する一方、ホストクラブを舞台にしたテレビ朝日『ギラギラ』08、主人公の弟分のヤクザを演じたフジテレビ『任侠ヘルパー』09といった連続ドラマや、主人公のライバルを演じた箱根駅伝が題材の青春映画「風が強く吹いている」09など、多彩な作品に出演して役者としての幅を広げる。テレビドラマはほかに、フジテレビ『一瞬の風になれ』08、『泣かないと決めた日』10、『名前をなくした女神』11、テレビ朝日『就活のムスメ』09など。また、“D-BOYS”としての活動も、バラエティ番組、舞台、ラジオなど多岐に渡り、さらに10年からは瀬戸康史、中村優一ら選抜メンバーによるユニット“D☆DATE”にも参加して、音楽活動も行なっている。ファッション業界を舞台にした「パラダイス・キス」11では初の女装を披露するなどチャレンジ精神は衰えず、人気を支えてきたウルトラシリーズと『ROOKIES』が一段落した今、新たな飛躍が期待される。