Kobayashi ha frequentato l'Università di Waseda, dove ha fatto parte del club di corsa, laureandosi in legge. Al terzo anno di studi, nel 2021, ha partecipato per la prima volta a una maratona, la Fuji Marathon, con l'unico obiettivo di portarla a termine, cosa che è riuscita a fare in 3h29'12''. Un anno dopo ha vinto questa maratona con un tempo di 2h39'54''.
Ai Campionati aziendali giapponesi si è classificata settima nella gara dei . Inoltre, nel 2024 si è classificata dodicesima alla Maratona internazionale femminile di Osaka.
Nel 2024, Kobayashi ha vinto la maratona di Hōfu con un tempo di 2h24'59'', stabilendo un nuovo record. Si è classificata seconda alla maratona femminile di Osaka nel 2025 con un tempo di 2h21'19''.
Il suo record personale sulla distanza della maratona è di 2h21'19'' ottenuto alla Maratona di Osaka nel gennaio 2025, dove si è classificata seconda dietro all'etiope Haven Hailu Desse e qualificandosi per i Campionati del mondo di atletica leggera 2025 a Tokyo. Nel giugno 2025 ha corso la mezza maratona di Hakodate con un tempo di 1h11'37''.
Ha raggiunto il miglior risultato della carriera nel settembre 2025 ai Campionati del mondo di atletica leggera 2025 di Tokyo, dove si è piazzata settima con un tempo di 2h28'50''.
Note
Categoria:Studenti dell'Università di Waseda