2005年11月,在全日本锦标赛上,崭露头角,相继获得女子13岁以下单打冠军,女子双打冠军。次年,再次获得14岁以下女子单打冠军。
2007年1月,参加全日本锦标赛,在少年组的比赛中,其一举拿下青少年女子冠军。
2008年1月,在全日本锦标赛上,再获青少年女子冠军。
2009年12月,参加东亚运动会乒乓球项目比赛,并和福原爱一起拿下女双冠军。
2010年1月,在全日本乒乓球锦标赛上实现少年女子冠军4连冠。随后在2月举行的日本乒乓球顶级十二人大赛上,获得女子单打冠军。7月,在国际乒联职业巡回赛摩洛哥站的比赛中,获得个人职业生涯首个国际乒联巡回赛单打冠军。
2011年11月,随队参加德国马格德堡乒乓球世界杯团体赛,在女团决赛中,获得亚军。
2012年8月,首夺奥运会团体奖牌。
2013年3月,在乒乓球世界杯双打比赛中,获得亚军。
2014年4月,在JA全农2014年世界锦标赛上,获得女子团体亚军。
2015年5月,在苏州世乒赛上,夺得混双亚军,11月,女乒世界杯开战,获得女单亚军。
2016年,获得里约奥运会女子团体铜牌。
2017年,在6月举行的世乒赛上,夺得混双金牌,这也是其首个世界冠军。
2018年2月,在乒乓球团体世界杯开赛,收获亚军。5月,在第54届世乒赛团体赛女团决赛中,收获世乒赛女团亚军。
2019年11月,在东京举行的2019年乒乓球世界杯团体赛上,获得亚军。12月,国际乒联2019挑战系列赛打响,获得女子单打金牌。
2020年8月,东京奥运会女团决赛中,获得奥运会女团亚军。
2023年5月,宣布退役,结束其23年乒乓生涯。
2021年,东京奥运会女子团体银牌。
2016年,里约奥运会女子团体铜牌。
2012年,伦敦奥运会女子团体银牌。
2019年,世界乒乓球锦标赛女子团体亚军。
2018年,世界乒乓球锦标赛女子团体亚军。
2017年,世界乒乓球锦标赛混合双打冠军。
2016年,世界乒乓球锦标赛女子团体亚军。
2015年,世界乒乓球锦标赛混合双打亚军。
2019年,国际乒联团体世界杯亚军。
2018年,国际乒联团体世界杯亚军。
2015年,国际乒联女子世界杯亚军。
2013年,国际乒联团体世界杯亚军。
2011年,国际乒联团体世界杯亚军。
石川佳纯的相持球,打的中规中矩,比较适应多板的相持。相持球正手反手的连续性以及衔接都很好,也有些变线上手的思想时刻跟随着的。石川佳纯的前三板争夺,这个意识也是很强。一些摆短小球处理的也是可圈可点。打球节奏变化及控制这一点,也是做得比较好。还有就是另一个很明显的特点,石川佳纯有时候击球,喜欢力量变化,有时候,那回球时的力量,简直有点吸短的感觉。(《乒乓世界》评)
石川佳纯的特点突出,前三板比较好,尤其是发球。另外,石川佳纯场上应变能力相比同龄人也更成熟,无论是手对球的感觉、还是协调性、爆发力,都比福原爱好。(张怡宁评)
石川佳纯反手攻球速度快,心理状态稳定,很少大起大落。不过石川佳纯也有自己的弱点,就是攻球力量比较小,面对攻球还行,面对削球手,往往不太善于应付。石川佳纯是一个很有创造力有灵气的运动员,在比赛中经常有神来之笔。(李武军评)