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　大阪府出身。上宮高、専修大を経て、1997年にドラフト２位で広島に入団。１年目から先発23試合に起用され、６勝９敗ながら４完投１完封をマーク。2000年には21試合の先発でセ・リーグトップの７完投、翌2001年は27試合中13試合で完投し、初の２ケタとなる12勝を挙げる。以降、2007年までの７シーズンで６度の２ケタ勝利をマークし、完投数リーグ１位も計６回。通算244試合の先発で74完投を記録し、「ミスター完投」の異名でも呼ばれている。デビュー時期が近く、日本での通算勝利数もほぼ同じ松坂大輔（現レッドソックス）の72試合、上原浩治（巨人）の54試合をいずれも上回っている。2005年には最多勝、翌年には最優秀防御率のタイトルも獲得。速球、高速スライダー、フォークボールを駆使する本格派投手で、制球力のよさにも定評があり、無四球試合は通算17回記録している。また、父・一博氏は南海などでプレーした外野手で、黒田自身は日本のプロ野球界では数少ない「父親超え」を果たした選手でもある。2007年シーズン終了後ＦＡとなり、ドジャースと３年総額3530万ドルで契約を結んだ。