La carriera di Kanako Hirai inizia a livello scolastico nella Tsu High School. Per quattro anni gioca poi per la University of Tsukuba. Nel 2005 partecipa con la nazionale universitaria alle XXIV Universiade, così come nel 2007 partecipa all'edizione successiva. Nella stagione 2007-08 inizia la carriera professionistica con le Hisamitsu Springs; nella stagione 2009-10 il primo trofeo della propria carriera, aggiudicandosi la Coppa dell'Imperatrice. Nel 2012 debutta in nazionale maggiore, prendendo parte al World Grand Prix.