小学2年生からサッカーを始め、長岡京市第四小スポーツ少年団で男子に交じってプレーしていた。サッカーを始めた当初はDFであった^[3]。 小学校高学年になると、男子をも驚かせるほどの当たりの強さであったとのことで、少年団の代表曰く、「あゆ（海堀の愛称の一つ）を振り切れる男は見たことがなかった」とのこと^[3]。当時、同郷で同学年の家長昭博の所属するチームと試合で対戦しており、家長は「封じられた記憶あり」と回想している^[4]。

中学入学と同時にスペランツァFC大阪高槻の下部組織に入団。しかし、経済的負担や姉の影響等の理由で、京都府立乙訓高等学校に進学した際、一旦サッカーを断念してテニス部に入部した。当時のテニス部の顧問は、「次に来るボールを予想して走り出す、動物的な勘のようなものがあった」と回想する。高校2年生の終わりごろにはテニス部で一番の腕前であったとのこと^[3]。

その後、高校3年生のとき、スペランツァFC大阪高槻の下部組織であるラガッツァF.C.高槻スペランツァに復帰。このときにGKに転向した。すぐに頭角を現し、女子のU-19日本代表に選出。

スペランツァFC大阪高槻のトップチームに昇格。当時の所属チームには、海堀以外にGKがおらず、先述のU-19代表のGKコーチが指導する高校（金光大阪高等学校）の練習にも参加。GKコーチ曰く、「怖がらずに突っ込んだりするので、男子高校生が遠慮するくらいだった」とのこと^[3]。

所属チームにGKが1人という状況は2年間続いたが、試合に出続けることで短期間でしっかりとした土台を築く^[3]。

2008年、INAC神戸レオネッサへ移籍。正GKとしてゴールを守り続ける。

2009年、シーズンで国内リーグ100試合出場を達成した。

2012年、INAC神戸との契約をプロ契約に移行^[5]。以後も日本代表や、所属するINACで主力ゴールキーパーとして出場していた。ただ一方で、同年のロンドンオリンピック直後から目の前のものが二重に見える症状が出始める^[5]。当初「重症筋無力症の眼筋型」との診断を受けたが、2015年に別の医師から「斜視だから手術すれば治る」と言われ手術に踏み切る。ただ手術自体は成功で日常生活には全く問題なくなったものの、スポーツ選手として必要な動体視力が低下しボールへの反応が遅れる症状が残った上、「また斜視が復活するのではという恐怖感を拭えなかった」という^[5]。

2016年1月15日、「ライバルである自分自身に勝てなくなった」とパフォーマンス低下を理由に、29歳での現役引退を表明した。実際には前述の斜視問題も引退を決めた大きな要因であった^[5]。

2008年になでしこジャパンに選ばれ、5月31日の2008 AFC女子アジアカップにおけるチャイニーズタイペイ戦で代表デビュー。

北京オリンピックでは福元美穂に次ぐ第2GKとして選ばれるが、出場機会はなかった。

2011年、ドイツで開催された2011 FIFA女子ワールドカップでは正ゴールキーパーとしてゴールを守り続け、特にPK戦に突入した決勝アメリカ戦では、1人目と3人目のキッカーのシュートをセーブし、日本の初優勝に貢献した。この活躍によりFIFAから決勝戦のMVPとしても選出され、さらに大会の優秀選手21人にも選出された。

2016年7月、将来的にサッカー指導者を目指すことを目標として、慶應義塾大学総合政策学部のAO入試を受験し合格^[6]。同年9月より同大学に入学する。

2017年5月2日、熊本ルネサンスフットボールクラブに選手兼コーチとして入団した^[7]。「（GKとして）散々やられたので、点を取りたい」とフォワードに転向した^[8]。2018年12月、契約満了により熊本を退団した^[9]。

2020年4月、佐賀県みやき町のスポーツ政策ディレクターに就任した^[10]。

日本初の女子プロサッカーリーグであるWEリーグ創設期から携わり、2021年12月1日にWEリーグコミュニティオーガナイザーに就任^[11]。

2023年4月20日に一般社団法人日本女子サッカーリーグ（なでしこリーグ）理事に選任された^[12]。

2024年9月26日に公益社団法人日本女子プロサッカーリーグ（WEリーグ）の理事に選任され^[13][14]、同年11月25日には公益社団法人日本プロサッカーリーグ（Jリーグ）の特任理事にも選任された^[15]。

2025年4月21日、日本女子サッカーリーグ（なでしこリーグ）の理事長に就任した^[16][17]。

• 2008年5月31日 - 日本女子代表初出場 -  チャイニーズタイペイ戦 （2008 AFC女子アジアカップ）

出場試合

この節の加筆が望まれています。

出場試合一覧
#	開催日	開催都市	スタジアム	対戦国	結果	監督	大会	出典
1.	2008年05月31日	ホーチミン		チャイニーズタイペイ	○11-0	佐々木則夫	アジアカップ
2.	2008年06月08日	ホーチミン		オーストラリア	○3-0		アジアカップ
3.	2008年07月24日	兵庫県	御崎公園球技場	オーストラリア	○3-0		国際親善試合
4.	2009年07月29日	マンハイム		ドイツ	△0-0		国際親善試合
5.	2009年08月01日	モンタルジ		フランス	○4-0		国際親善試合
6.	2009年11月14日	埼玉県	さいたま市駒場スタジアム	ニュージーランド	○2-1		国際親善試合
7.	2010年1月21日	コキンボ		コロンビア	○ 4-2		バイセンテニアル・ウィメンズ・カップ2010	[18]
8.	2010年2月6日	調布	味の素スタジアム	中華人民共和国	○ 2-0		東アジアサッカー選手権2010	[19]
9.	2010年5月8日	松本	松本平広域公園総合球技場アルウィン	メキシコ	○ 4-0		2010 AFC女子アジアカップ 壮行試合	[20]
10.	2010年5月20日	成都	成都市体育中心	ミャンマー	○ 8-0		2010 AFC女子アジアカップ	[21]
11.	2010年5月27日			オーストラリア	● 0-1			[22]
12.	2010年5月30日			中華人民共和国	○ 2-0			[23]
13.	2010年11月14日	広州	黄埔体育中心	タイ	○ 4-0		第16回アジア競技大会	[24]
14.	2011年3月4日	ラゴス（英語版）	市営スタジアム	フィンランド	○ 5-0		アルガルヴェ・カップ2011	[25]
15.	2011年3月7日	パルシャル（英語版）	ベラ・ヴィスタ市営スタジアム	ノルウェー	○ 1-0			[26]
16.	2011年5月14日	コロンバス	コロンバス・クルー・スタジアム	アメリカ合衆国	● 0-2		国際親善試合 ～アメリカ遠征～	[27]
17.	2011年5月18日	ケーリー	ウェイクメド・サッカー・パーク（英語版）	アメリカ合衆国	● 0-2			[28]
18.	2011年6月18日	松山	ニンジニアスタジアム	韓国	△ 1-1		国際親善試合	[29]
19.	2011年6月27日	ボーフム	FIFA女子ワールドカップスタジアム・ボーフム	ニュージーランド	○ 2-1		2011 FIFA女子ワールドカップ	[30]
20.	2011年7月1日	レーヴァークーゼン	FIFA女子ワールドカップスタジアム・レーヴァークーゼン	メキシコ	○ 4-0			[31]
21.	2011年7月5日	アウクスブルク	FIFA女子ワールドカップスタジアム・アウクスブルク	イングランド	● 0-2			[32]
22.	2011年7月9日	ヴォルフスブルク	FIFA女子ワールドカップスタジアム・ヴォルフスブルク	ドイツ	○ 1-0			[33]
23.	2011年7月13日	フランクフルト	FIFA女子ワールドカップスタジアム・フランクフルト	スウェーデン	○ 3-1			[34]
24.	2011年7月17日			アメリカ合衆国	○ 2-2 (PK 3-1)			[35]
25.	2011年9月3日	済南	済南オリンピック・スポーツセンター	韓国	○ 2-1		2012年ロンドンオリンピック・アジア最終予選	[36]
26.	2011年9月5日		山東省体育中心体育場	オーストラリア	○ 1-0			[37]
27.	2011年9月8日			北朝鮮	△ 1-1			[38]
28.	2012年2月29日	パルシャル（英語版）	ベラ・ヴィスタ市営スタジアム	ノルウェー	○ 2-1		アルガルヴェ・カップ2012	[39]
29.	2012年3月7日	ファロ ／ ローレ	エスタディオ・アルガルヴェ	ドイツ	● 3-4			[40]
30.	2012年4月1日	仙台	ユアテックスタジアム仙台	アメリカ合衆国	△ 1-1		キリンチャレンジカップ2012	[41]
31.	2012年6月18日	ハルムスタッド	オルヤンス・ヴァル（英語版）	アメリカ合衆国	● 1-4		国際親善試合 ～スウェーデン遠征～	[42]
32.	2012年7月11日	東京	国立競技場	オーストラリア	○ 3-0		キリンチャレンジカップ2012
33.	2012年7月19日	パリ	スタッド・シャルレティ	フランス	● 0-2		国際親善試合
34.	2012年7月31日	カーディフ	ミレニアム・スタジアム	南アフリカ共和国	△ 0-0		2012年ロンドンオリンピック	[43]
35.	2013年3月8日	パルシャル（英語版）	ベラ・ヴィスタ市営スタジアム	ドイツ	● 1-2		アルガルヴェ・カップ2013	[44]
36.	2013年6月20日	鳥栖	ベストアメニティスタジアム	ニュージーランド	△ 1-1		キリンチャレンジカップ2013	[45]
37.	2013年6月26日	バートン＝アポン＝トレント（英語版）	ピレリ・スタジアム	イングランド	△ 1-1		国際親善試合 ～欧州遠征～	[46]
38.	2013年7月25日	華城	華城総合運動場	北朝鮮	△ 0-0		EAFF東アジアカップ2013	[47]
39.	2013年7月27日	ソウル	蚕室総合運動場	韓国	● 1-2			[48]
40.	2013年9月22日	諫早	長崎県立総合運動公園陸上競技場	ナイジェリア	○ 2-0		国際親善試合	[49]
41.	2014年3月10日	ファロ ／ ローレ	エスタディオ・アルガルヴェ	スウェーデン	○ 2-1		アルガルヴェ・カップ2014	[50]
42.	2014年5月18日	トゥーザウモット	ビンズオン・スタジアム	ヨルダン	○ 7-0		2014 AFC女子アジアカップ	[51]
43.	2014年9月13日	天童	NDソフトスタジアム山形	ガーナ	○ 5-0		なでしこジャパンWORLD MATCH	[52]
44.	2014年9月15日	仁川	仁川南洞アジアードラグビー競技場	中華人民共和国	△ 0-0		第17回アジア競技大会	[53]
45.	2014年9月26日	華城	華城スタジアム	香港	○ 9-0			[54]
46.	2014年10月1日	仁川	仁川文鶴競技場	北朝鮮	● 1-3			[55]
47.	2015年3月9日	パルシャル（英語版）	ベラ・ヴィスタ市営スタジアム	フランス	● 1-3		アルガルヴェ・カップ2015	[56]
48.	2015年5月28日	長野	南長野運動公園総合球技場	イタリア	○ 1-0		キリンチャレンジカップ2015	[57]
49.	2015年6月12日	バンクーバー	BCプレイス・スタジアム	カメルーン	○ 2-1		2015 FIFA女子ワールドカップ	[58]
50.	2015年6月23日	バンクーバー	BCプレイス・スタジアム	オランダ	○ 2-1			[59]
51.	2015年6月27日	エドモントン	コモンウェルス・スタジアム	オーストラリア	○ 1-0			[60]
52.	2015年7月1日			イングランド	○ 2-1			[61]
53.	2015年7月5日	バンクーバー	BCプレイス・スタジアム	アメリカ合衆国	● 2-5			[62]

• INAC神戸レオネッサ
  • なでしこリーグ：3回（2011、2012、2013）
  • 皇后杯全日本女子サッカー選手権大会：5回（2010、2011、2012、2013、2015）
  • なでしこリーグカップ：1回（2013）
  • 日韓女子リーグチャンピオンシップ：1回（2012）

• 日本女子代表（なでしこジャパン）
  • FIFA女子ワールドカップ：1回（2011）
  • アジア競技大会：1回（2010）

• 2011 FIFA女子ワールドカップ「オールスターチーム（優秀選手）」
• なでしこリーグベストイレブン：2回（2011年、2013年）
• なでしこリーグカップ最優秀選手：1回（2013年）

• 国民栄誉賞（2011年、2011 FIFA女子ワールドカップ日本女子代表の一員として）
• 紫綬褒章（2011年、同上）
• 長岡京市スポーツ賞市民栄誉賞（2011年）^[63]