Hiroshi Kageyama est un chimiste et physicien spécialiste de la science du solide. Il a obtenu son doctorat au département de Chimie de l'École supérieure des sciences de l'université de Kyoto en 1998 sous la direction du Pr Koji Kosuge. Il est ensuite recruté professeur assistant la même année à l'Institut de physique de l'état solide (ISSP) de l'université de Tokyo, dans le laboratoire du Pr Yutaka Ueda. En 2003, il revient à Kyoto en tant que professeur assistant puis professeur associé en 2007 dans le laboratoire du Pr Kazuyoshi Yoshimura.
En 2010, il fonde son laboratoire en tant que professeur du département de l'Énergie et de la chimie des hydrocarbures de l'École supérieure d'ingénierie de l'université de Kyoto. Il est aujourd'hui conseiller auprès de l'Agence japonaise pour la science et la technologie (JST) et directeur général du « JST Future Material Project ». Il dirige également le projet « Core-to-Core on Mixed Anion Research for Energy Conversion » qui réunit six pays (Japon, Allemagne, Belgique, Chine, France, Royaume-Uni) et plus de quatre-vingts chercheurs et étudiants.
Hiroshi Kageyama a reçu de nombreux prix nationaux, notamment le prix du ministère de l'Éducation, de la Culture, des Sports, de la Science et de la Technologie (MEXT) pour les jeunes scientifiques en 2007, le prix de la Société japonaise pour la promotion de la science en 2014, le prix académique de la Société japonaise de chimie en 2017 et le prix académique de la Société japonaise de céramique en 2023.