川岛永嗣2001年在J2联赛大宫松鼠队开始职业球员生涯，2002年开始在球队中出任主力门将，共为松鼠队在J联赛中含出场41次。2004年川岛永嗣转会加盟名古屋鲸八队，不过他在这里担当的是替补门将，三年时间里仅出场17次。2007年他再次转会加盟川崎前锋，从加盟时起就成为球队主力门将。

　　川岛永嗣2008入选日本国家队，在2010南非世界杯上，川岛永嗣代表日本参加了3场小组赛，并且以出色表现带领日本首次进入本土以外世界杯赛事的16强，可惜在对阵巴拉圭的比赛中发挥出色的日本还是在点球大战中惜败，没能够实现赛前制定的打入前四的目标，不过川岛永嗣在本场比赛中的表现再次得到了各方的好评。世界杯后川岛永嗣由川崎前锋转会加盟比利时球队利尔斯SK.

　　在2011年卡塔尔亚洲杯上，川岛永嗣继续发挥稳健，虽然在对阵叙利亚的小组赛中被红牌罚下，但在对阵韩国队的半决赛中，当比赛进入点球大战时，川岛永嗣扑出了具滋哲和李龙莱的点球，最终帮助日本队以5：2晋级决赛。决赛中，先是扑出了18分钟卡希尔利用角球的头球攻门，在下半场快要结束时，又两度封出科威尔的单刀，加时赛又扑出克鲁斯极具威胁的头球，力保日本队球门不失。最终日本队成功夺冠，他也获得决赛中的全场最佳球员。

　　2012年，川岛永嗣加盟比甲豪门标准列日，双方签下了一份三年的合同。到了2015年7月，在合同到期后，由于主力位置被图拉姆-尤利恩占据，川岛永嗣选择离队。随后他在同年12月29日自由转会加盟苏超球队邓迪联。可惜半年后邓迪联降级，球队也与川岛永嗣解约。不久后，川岛永嗣与法甲球队梅斯签约，在2016年8月1日正式加入球队。