Tahun berikutnya, Momota menang dalam Asian Junior Championship dan World Junior Championship di tunggal putra. Pada 20113, dia mendapatkan tiga gelar juara sekaligus, yakni di Estonian Open, Austrian International, dan Swedish Masters.
Momota juga merupakan salah satu atlet bulu tangkis Jepang yang berhasil mendapatkan Piala Thomas 2014. Saat itu dia berhasil membantu negaranya mengalahkan Malaysia dengan perolehan skor 3-2.
Pada 2015, dia gagal membawa pulang Piala Sudirman karena kalah dari China dalam babak final dengan perolehan skor 0-3. Lalu tahun 2016, Momota bangkit dengan memenangkan dua medali, yaitu medali silver dalam Badminton Asia Team Championship di Hyderabad dan meraih juara di India Open di New Delhi.
Setelahnya di Malaysia Super Series Premier 2016, dia tidak ikut serta karena kedapatan terlibat dalam kasus perjudian ilegal. Momota mengaku pergi ke kasino di Tokyo untuk berjudi.
Dia kembali bertanding dalam babak kualifikasi Piala Thomas 2018. Di tahun yang sama, Momota meraih medali perunggu dalam cabang tunggal putra Asian Games 2018 dan menjadi juara Bulu Tangkis Asia.
Atlet 27 tahun itu menjadi pemain tunggal putra Jepang pertama yang mendapat peringkat 1 dunia dalam Badminton World Federation (BWF).
Pada tahun 2019 dia berhasil menggaet sebelas gelar seperti kejuaraan dunia, All England, dan Kejuaraan Asia. Itu menjadi tahun tersuksesnya sepanjang karier sejauh ini.
Namun kini performa Momota tengah menurun usai bisa berbicara banyak di All England 2022 dan German Open 2022. Dia juga kini berada di peringkat kedua ranking BWF di bawah Viktor Axelsen.