ไอ ทะกะฮะชิ เข้ามาเป็นสมาชิกรุ่นที่ห้าของกลุ่มนักร้องมอร์นิงมุซุเมะ เมื่อปี พ.ศ. 2544 พร้อมกับเพื่อนอีก 3 คน ได้แก่ มาโกโตะ โองาวะ (小川麻琴) , อาซามิ คนโนะ (紺野 あさ美) และริสะ นีงากิ (新垣 里沙)

เพลงซิงเกิลที่เธอได้ร่วมร้องเป็นเพลงแรกคือเพลง "มร.มูนไลท์ ~ไอโนะ บิกแบนด์~" (Mr.Moonlight ~愛のビッグバンド~) ส่วนงานอัลบั้มเพลงชุดแรกที่เธอได้เข้าไปมีบทบาทก็ได้แก่อัลบั้ม "โฟร์ธ อิกิมัสโชอิ!" (4th 「いきまっしょい!」) ซึ่งเป็นงานอัลบั้มที่ 4 ของมอร์นิงมุซุเมะ

ในปี พ.ศ. 2545 เธอได้เข้าไปร่วมกลุ่มนักร้องที่ชื่อ "แฮปปี 7" (ハッピー♥7) ซึ่งเป็นกลุ่มนักร้องผสมของเฮลโล! โปรเจกต์ โดยเธอได้ร้องเพลงซิงเกิลที่ชื่อ "ชิอาวาเซะ บีม! ซูกิซูกิ บีม!" (幸せビーム！好き好きビーム！) ร่วมกับกลุ่มนี้ด้วย

ในปี พ.ศ. 2546 เธอได้เป็นสมาชิกในกลุ่มย่อยของมอร์นิงมุซุเมะที่ชื่อมินิโมนิ เพื่อแทนที่ตำแหน่งของมาริ ยางูจิ (矢口 真里)[1] งานแรกของเธอในกลุ่มย่อยกลุ่มนี้ คือการแสดงและร้องเพลงประกอบให้แก่ภาพยนตร์เรื่อง "มินิโมนิจะ มูวีฟ์: โอกาชินะไดโบเก็ง" (ミニモニ。じゃ ムービー お菓子な大冒険!) โดยชื่อเล่น ทาคิตตี ของเธอที่คนส่วนใหญ่รู้จักกันมากที่สุด ก็มาจากภาพยนตร์เรื่องนี้นี่เอง เนื่องจากเธอต้องสวมชุดเป็นแมวในการแสดง ทำให้ผู้ชมนำเธอไปเชื่อมโยงกับ คิตตี้ (Kitty) ตัวการ์ตูนแมวจากเรื่อง "เฮลโลคิตตี้" (Hello Kitty) ของประเทศญี่ปุ่น และนำชื่อของตัวการ์ตูนตัวนี้ไปรวมกับชื่อของเธอ

ในปีเดียวกันนี้ เธอยังได้ไปร่วมกลุ่มกับ "มอร์นิงมุซุเมะ ซากูระกูมิ" モーニング娘｡ さくら組) ซึ่งเป็นกลุ่มที่ถูกแบ่งครึ่งออกมาจากมอร์นิงมุซุเมะอีกด้วย

ในปี พ.ศ. 2547 เสียงร้องที่มีคุณภาพของเธอเริ่มจะสะดุดหูผู้ฟังมากขึ้น โดยเฉพาะในช่วงที่เธอสร้างผลงานในอัลบั้มที่ 2 ซึ่งเป็นอัลบั้มสุดท้ายของกลุ่มย่อยมินิโมนิที่ชื่อ "มินิโมนิซองส์ 2" (ミニモニ。ソングズ2 / Minimoni Songs 2) และในเพลงซิงเกิล "โรมัง ~มายเดียร์บอย~" (浪漫~My Dear Boy~) ของมอร์นิงมุซุเมะ

เธอยังได้ไปร้องเพลงคู่กับสึงกุ หรือมิตสึโอ เทราดะ (つんく หรือ 寺田 光男, โปรดิวเซอร์และผู้ที่ก่อตั้งกลุ่มมอร์นิงมุซุเมะ) ในเพลง "เลิฟว์ ~ซินซ์ 1999~" (Love ~Since 1999~) ซึ่งเป็นเพลงที่นำกลับมาสร้างใหม่จากเวอร์ชันเก่าที่สึงกุร้องคู่กับอายูมิ ฮามาซากิ (浜崎あゆみ) โดยเวอร์ชันที่เขาร้องคู่กับทะกะฮะชินั้น ได้ถูกนำไปบันทึกไว้ในอัลบั้มเพลง "เทควัน" (Take 1) ของเขาด้วย

ในปี พ.ศ. 2548 เธอได้รับหน้าที่ให้ร้องนำร่วมในเพลง "เดอะแมนพาวเวอร์!!!" (The Manpower!!!) ซึ่งเป็นซิงเกิลเพลงแรกในปีนั้นของมอร์นิงมุซุเมะ และในฤดูร้อนปีเดียวกัน เธอยังได้เข้าร่วมกับกลุ่มนักร้องผสมอีกกลุ่มที่ชื่อ "เอเลจีส์" (Elegies)

นอกจากจะเป็นนักร้องแล้ว เธอยังทำหน้าที่เป็นกัปตันทีมคิกบอลของเฮลโล! โปรเจกต์ ที่ชื่อ "เมโทรแรบบิทส์ เอช.พี." (Metro Rabbits H.P.) อีกด้วย

ในการแสดงละครเพลงของมอร์นิงมุซุเมะประจำปี พ.ศ. 2549 เรื่อง "ริบบงโนะคิชิ เดอะมิวสิคัล" เธอก็ได้ไปร่วมแสดงในบทของเจ้าหญิงแซพฟายร์ (Princess Sapphire) ด้วย โดยนอกจากเธอแล้ว ก็ยังมีสมาชิกกลุ่มนักร้อง วี-ยู-เด็น (美勇伝) สมาชิกคนอื่น ๆ ของกลุ่มมอร์นิงมุซุเมะ โนซมิ สึจิ (辻 希美) อายะ มัตสึอูระ (松浦 亜弥) นัตสึมิ อาเบะ (安倍なつみ) และมาร์เซีย (Marcia) กับเอบิระ คาโอรุ แห่งคณะละคร "ทาการะซูกะ เรวู" มาร่วมแสดงด้วย โดยละครเพลงเรื่องนี้มีพื้นฐานเนื้อหามาจากการ์ตูนเรื่อง "เจ้าหญิงอัศวิน" (リボンの騎士) ของเทซูกะ โอซามุ (手塚 治虫, นักเขียนการ์ตูนญี่ปุ่น)

ในช่วงฤดูร้อนปีเดียวกัน เธอยังได้เปิดตัวเพลงซิงเกิลเดี่ยวเพลงแรกของเธอที่ชื่อ "ยูเมะคาระซาเมเตะ" (夢から醒めて) โดยแฟนเพลงของเธอสามารถซื้อผลงานชิ้นนี้ได้ผ่านทางระบบออนไลน์เท่านั้น จริงอ่ะ?

ในวันอาทิตย์ที่ 6 พฤษภาคม พ.ศ. 2550 หลังจากการ 'สำเร็จการศึกษา' ออกจากมอร์นิงมุซุเมะของหัวหน้ากลุ่มฮิโตมิ โยชิซาวะ (吉澤 ひとみ) ทะกะฮะชิก็จะได้รับตำแหน่งรองหัวหน้ากลุ่มของมอร์นิงมุซุเมะทันที โดยผู้ที่มาดำรงตำแหน่งหัวหน้ากลุ่มแทนโยชิซาวะนั้น ได้แก่ มิกิ ฟูจิโมโตะ (藤本 美貴) แต่ในวันศุกร์ที่ 1 มิถุนายนปีเดียวกัน ด้วยระยะเวลาเพียง 26 วัน ทะกะฮะชิก็ได้รับตำแหน่งหัวหน้ากลุ่มเป็นคนถัดมา เนื่องจากฟูจิโมโตะตัดสินใจปลดตัวเองออกจากมอร์นิงมุซุเมะในวันเดียวกันนั้น เพื่อแสดงความรับผิดชอบในฐานะของหัวหน้ากลุ่มกับการที่ตกเป็นข่าวอื้อฉาวกับศิลปินตลกโทโมฮารุ โชวจิ[2] โดยผู้ที่มารับตำแหน่งรองหัวหน้ากลุ่มต่อจากเธอก็คือริสะ นีงากิ[3][4]