小学校入学と同時にサッカーを始め、中学在学中からTASAKIペルーレに所属。2001年女子サッカー日本代表(現・なでしこジャパン)に選出され、2003年FIFA女子ワールドカップや2004年アテネオリンピック(ベスト8)に出場し右サイドバックとして48試合の代表戦に出場した。2005年日テレ・ベレーザに移籍し、同年の完全優勝に貢献。スピードと豊富な運動量でLリーグ(現・なでしこリーグ)ベストイレブンに5度選ばれた。2006年の天皇杯を最後に現役を引退後、現在は女子サッカーの普及のため日本サッカー協会のアンバサダーとして全国でサッカーの指導を行い、また自らも女性を対象にした「川上直子サッカースクール」を開校。サッカー解説を中心に執筆・講演活動も積極的に行っている。