Hän kilpaili miesten 200 metrin vapaasti.
Vuoden 2017 vesiurheilun maailmanmestaruuskilpailussa. Katsuhiro Matsumoto tuli kolmanneksi 200 metrin vapaastijuoksussa 2019 Gwangjussa, Etelä-Koreassa, mutta ensimmäisen sijan saavuttaja Danas Rapšys hylättiin väärän startin vuoksi, joten Matsumoto sai hopeamitalin. Hän pääsi edustamaan Japania vuoden 2020 kesäolympialaisissa.