Участник программы поддержки молодых талантов "Тойоты". Никак не связан с Камуи Кобаяси - однофамильцы. Фамилия распространенная ("хаяси" - лес, уменьшительный суффикс/преффикс "ко" меняет первую букву и получается "кобаяси" - "лесок").

Дебютировал в молодежных чемпионатах в 2022, на следующий год выиграл Формулу-4 японскую. С первой попытки стал вторым в Супер Формуле Лайт, попутно выступая в Супер Тайкю (чемпион СТ-2) и других чемпионатах. В 2025 году занял третьи места в Супер Формуле Лайт, Супер Тайкю (СТ-Икс) и Супер ГТ (ГТ300). В 2026 году переведен в ГТ500 в состав "Серумо", выступает в Супер Формуле. Считается наиболее перспективным из тойотовской молодежи.

Кобаяси выиграл гонку ГТ300 в сезоне-2025 и получил место в ГТ500 на сезон-2026. На предсезонных тестах 2026 года он прямо перечислял непривычные стороны нового класса: электроника, прогрев шин, трафик и глубина технических совещаний. Переход требовал освоить не просто более быстрый автомобиль, а весь порядок работы вокруг него.

По материалам его дебюта в ГТ500 надёжнее говорить о скорости обучения, чем о сложившихся предпочтениях в балансе. Утверждения, что Кобаяси непременно любит избыточную или недостаточную поворачиваемость, потребовали бы отдельных свидетельств. В сезоне-2026 его напарником в экипаже №38 стал Тосики Ою - гонщик, способный быстро показать предельное время машины. Для Кобаяси это давало конкретный ориентир при сравнении данных: можно было искать потери по фазам поворота, одновременно разбираясь, какие приёмы Ою подходят ему самому и какие требуют другой настройки.