Od ósmego roku życia była uczennicą Yuki Ninomiya, a następnie w roku 2013 zaczęła studia w Curtis Institute of Music w Filadelfii[2]. W Japonii zadebiutowała z orkiestrą w Kyushu w wieku 7 lat, a na scenie międzynarodowej z recitalem 2 lata później. Po kilku latach nagrała dla EMI upamiętniającą ten recital płytę i wystąpiła w Suntory Hall jako najmłodsza artystka w historii tej estrady[3]. Koncertowała m.in. z Orkiestrą XVIII Wieku pod dyrekcją Fransa Brüggena, zespołem kameralnym Moscow Virtuosi pod batutą Vladimira Spivakova[4]. Wystąpiła w Carnegie Hall, Salle Cortot w Paryżu, Opera City w Tokio i Filharmonii Krakowskiej, a jej koncerty były niejednokrotnie transmitowane przez japońskich i światowych nadawców. Wystąpiła też na żywo na antenie japońskiej stacji NHK. Jej dorobek płytowy obejmuje kilkanaście pozycji z muzyką Chopina, Bacha, Beethovena i Schumanna[2].
Wielokrotnie brała udział w różnych konkursach pianistycznych. Jest m.in. trzykrotną finalistką japońskiej edycji Konkursu PTNA (Stowarzyszenia Nauczycieli Gry Fortepianowej) oraz zdobyła nagrodę w Konkursie dla Młodych Pianistów im. Giny Bachauer w Salt Lake City. Dwukrotnie brała udział w Międzynarodowym Konkursie Pianistycznym im. Fryderyka Chopina, w 2021 zajmując IV miejsce.
Wydany w 2022 przez Narodowy Instytut Fryderyka Chopina dwupłytowy album Chopin. Koncert e-moll, 24 Preludia, Mazurki, Polonez-Fantazja z kompletem nagrań Aimi Kobayashi z XVIII Konkursu Chopinowskiego[6] w lipcu 2024 uzyskał certyfikat złotej płyty[7] za sprzedaż ponad 5 000 egzemplarzy[8].
XVII Międzynarodowy Konkurs im. Fryderyka Chopina w Warszawie