、、服部武雄、门人、中西昇前往京都。这个上洛的元治元年正好是甲子年，因此改名为伊东甲子太郎。在新选组，因为其文武兼备的才能而且身为伊东道场的道场主人，因此被拔擢参谋兼文学师父，其长相俊美而且能言善道，因此人望也相当高。起初相当受到近藤勇的欢迎、但是土方岁三却认为他是个心怀异心的策士而对他有所警戒。在山南敬助切腹而死的时候，伊东作了四首和歌来纪念他。虽然伊东和新选组在攘夷这一点上相当契合，但由于新选组是佐幕派，与以勤王（倒幕）为志向的伊东相反而因此暗中造成双方产生矛盾（但伊东脱离新选组后，曾向同志学习