1976年にTVアニメ『リトル・ルルとちっちゃい仲間』ウィリー役で声優デビュー。主に80年代から90年代のアニメ作品で活躍しており、TVアニメ『うる星やつら』弁天役、同じくTVアニメ『めぞん一刻』六本木朱美、TVアニメ『らんま1/2 熱闘編』リンリン役やマダム・サンポール役となど、巨匠・高橋留美子作品の常連でもあった。ちなみに弁天を演じて以降、勝気な女性の役が増えたと語っており、その代表例では、『ドラゴンクエスト アベル伝説』のデイジィ役、TVアニメ『ドラゴンボール』セリパ役などがある。
三田の演じる役柄は幅広く、TVアニメ『ゲゲゲの鬼太郎』ネコ娘役、また80年代の「スタジオぴえろ」魔法少女シリーズの『魔法の天使クリィミーマミ』、『魔法の妖精ペルシャ』、『魔法のスターマジカルエミ』、『魔法のアイドルパステルユーミ』の全4作品全てにレギュラー出演しており、様々な役柄を演じている。
一方で、少年役では、TVアニメ『悪魔くん』主人公・悪魔くん役、TVアニメ『悪魔くん』主人公・悪魔くん役、『ウルトラB』主人公・ウルトラB役、TVアニメ『江戸っ子ボーイ がってん太助』主人公・ボンテン丸太助役、TVアニメ『ポコニャン!』主人・ポコニャン役、TVアニメ『忍者ハットリくん』シンゾウ役など、多数の作品で、主役やメインキャラを演じていた。
近年の声優活動はやや控えめになってきているが、TVアニメ『クレヨンしんちゃん』野原ひろしの子供時代、TVアニメ『4ポケットモンスター ベストウイッシュ シーズン2 デコロラアドベンチャー』イブキ役などアニメ作品で時折ゲスト出演し、声優以外では、朗読劇団「ひだまりの樹」を主宰している。