Kato je bio jedan od najtalentiranijih vozača svoje generacije, motociklist za kojim će Japan još dugo žaliti. Aktivno se utrkivao od 1996. godine, no tek se 2000. godine kao 24-godišnjak pojavio na vrhunskoj sceni, i to u velikom stilu. U svojoj prvoj sezoni u klasi 250cc ostvario je četiri pobjede i tako svima pokazao da se može ravnopravno nadmetati s najboljima.
Godine 2001. Daijiro je svima dokazao da je najbolji u klasi 250cc i s lakoćom je došao do svjetske titule. Vozeći Hondu ostvario je čak 11 pobjeda i postavio rekord po broju osvojenih bodova u jednoj sezoni ove klase (322).
Kato je 2002. godine prešao u MotoGP klasu, gdje je u prvoj sezoni vozio za Fortuna Gresini Hondu. Na slabašnom motoru vozio je fantastično, bio čak i drugi u Jerezu te jednom startao s pole pozicije. Proglašen je 'novajlijom godine'.
Japanski vozač sljedeće je sezone nagrađen od Honde. Prešao je u Telefonica Moviestar Hondu, moćnu ekipu koja se jedina mogla nositi s Rossijevom Yamahom. Njegov timski kolega Sete Gibernau na tom je motoru radio čuda i ostvario čitav niz pobjeda.
Nažalost, Daijiro Kato nije imao priliku iskoristiti puni potencijal svog novog motora. Već na prvoj utrci sezone u japanskoj Suzuki zaletio se pri brzini oko 200km/h u zid. Dva je tjedna bio u komi prije nego što je proglašen mrtvim, s nepunih 27 godina.
Na trećoj utrci sezone u Jerezu Sete Gibernau pobijedio je i na podiju pokazivao prema nebu posvećujući pobjedu preminulom timskom kolegi.
Nakon Katove smrti MotoGP utrke više nikad nisu održane na Suzuki.
