Kōhei es hijo de Kazuhisa y Shuko Uchimura, ambos padres gimnastas.
Le gustaba hacer saltos y giros en el trampolín todos los días.
Hizo su debut senior en la Copa del Mundo de París 2007 en marzo, un importante evento internacional.
Aquí ganó el bronce en bóveda y quedó noveno en piso.
En los campeonatos nacionales de Japón en octubre, ocupó el séptimo lugar en la general.
Uchimura comenzó la temporada 2008 ganando el oro en la cancha en la Copa del Mundo en Tianjin en mayo.
Se clasificó para la final general, donde ganó la medalla de plata.
Uchimura se ubicó cuarto en el piso y sexto en la barra alta también.
Se clasificó para dos finales de eventos, ganando plata en el piso y bronce en barras paralelas.
No solo es el primer gimnasta masculino en ganar tres títulos completos, sino que también es el primer gimnasta, hombre o mujer, en ganar tres títulos completos consecutivos.
El premio se otorga en cada Campeonato del Mundo a los gimnastas masculinos y femeninos que demuestren "la elegancia más notable".
Los ganadores fueron declarados unánimemente por un panel de jueces, donde tanto Uchimura como Porgras recibieron cada uno un trofeo, un reloj Longines y US $ 5.000.
Uchimura se mostró especialmente complacido de ganar este premio, ya que colecciona relojes.
Uchimura compitió en los Juegos Olímpicos de Londres 2012 en Londres y cayó varias veces en la clasificación, lo que lo colocó en el noveno lugar entre el grupo de clasificados para la final general individual.
En la final de gimnasia masculina por equipos, Uchimura se cayó del caballo con arcos durante su desmontaje.
Los entrenadores japoneses apelaron la puntuación de esta actuación, ya que aún aterrizó de pie y sintió que debería haber contado como un desmontaje completo, aunque con una gran penalización.
Se clasificó como reserva para la final de caballos con arcos con un 15.133.
También ganó la plata en la barra horizontal separando a Epke Zonderland (Holanda) que ganó el oro y Marijo Možnik (Croacia) que se llevó el bronce.
Uchimura comenzó en la cancha con 15.733, para liderar a Deng por 0.600 después de la primera rotación.
Esto llevó a que su larga racha de victorias en mundiales y Juegos Olímpicos se rompiera inesperadamente por única vez desde que comenzó ganando el primero de sus seis campeonatos mundiales para comenzar ese cuadrangular en 2009 y continuó durante dos ciclos olímpicos completos (aproximadamente 8 años) terminando con él ganando su segundo título olímpico completo en 2016.
Durante la final del evento por equipos, ayudó al equipo de Japón a asegurar la medalla de bronce detrás del campeón por equipos China y el subcampeón de Rusia contribuyendo con puntajes a cuatro aparatos: caballo con arcos (14.133), anillos (14.200), barras paralelas (14.500) y barra alta.
Ha expresado anteriormente que aún podría contribuir positivamente al equipo japonés, pero tal vez ya no con el tipo de requisitos físicos extenuantes que son necesarios para un todoterreno.
Además, sus resultados en los Campeonatos del Mundo de 2018 reflejaron que, dado que compitió con un calendario reducido, y solo en una final de evento individual, sin embargo, contribuyó con varias rutinas al puntaje final del equipo de Japón, que le valió el bronce en equipos y la plata en la barra horizontal individual.
Cuando se le preguntó si les enseñaría gimnasia, respondió: "Si fueran niños, creo que probablemente lo haría ... pero no entiendo la gimnasia femenina, y creo que es mucho más severo ".