Erste internationale Erfahrungen sammelte Koki Ueyama im Jahr 2018, als er bei den U20-Weltmeisterschaften in Tampere mit 21,24 s im Halbfinale im 200-Meter-Lauf ausschied und mit der japanischen 4-mal-100-Meter-Staffel in 39,23 s den vierten Platz belegte. 2022 startete er über 200 Meter bei den Weltmeisterschaften in Eugene und schied dort mit 20,48 s im Halbfinale aus. Zudem wurde er mit der Staffel im Vorlauf disqualifiziert. Im Jahr darauf gewann er bei den Asienmeisterschaften in Bangkok in 20,53 s die Bronzemedaille über 200 Meter hinter seinem Landsmann Towa Uzawa und Yang Chun-Han aus Taiwan. Im August schied er bei den Weltmeisterschaften in Budapest mit 20,66 s in der ersten Runde aus, ehe er bei den Asienspielen in Hangzhou in 20,60 s die Goldmedaille gewann. Zudem sicherte er sich mit der Staffel in 38,44 s gemeinsam mit Yoshihide Kiryū, Yūki Koike und Shōtō Uno die Silbermedaille hinter dem chinesischen Team.
2022 wurde Ueyama japanischer Meister im 200-Meter-Lauf.
Persönliche Bestzeiten
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- 100 Meter: 10,31 s (+0,5 m/s), 19. August 2022 in Fukui
- 200 Meter: 20,26 s (+1,0 m/s), 18. Juli 2022 in Eugene
- 300 Meter: 33,72 s, 21. April 2019 in Izumo