大岛祐哉从小学二年级开始打乒乓球，那个时候认为“快乐就好”，是一位为了快乐而打球的选手。一直到初中为止，都在本地的俱乐部进行训练。后来收到京都的东山高中邀请，升入东山高中读书训练，并开始认真地打乒乓球。高中毕业后，进入
早稻田大学体育科学部学习，同时加入早稻田大学卓球部。
2015年中国乒乓球公开赛上，大岛祐哉成为本次比赛的最大“黑马”。在男单比赛，大岛祐哉成为半决赛仅有的非中国队选手。奥恰诺夫、
庄智渊都没能阻挡这个21岁的小将。大岛祐哉坦言自己没有想到会闯入半决赛，他只是想尽力把自己在训练中的水平发挥出来。其实，早在2015年苏州世乒赛，大岛祐哉就已经崭露头角。在与
张继科和
许昕的双打四分之一决赛中，大岛祐哉与
森园政崇的组合甚至拿到过赛点。看了他们的表现，
中国乒乓球队主教练刘国梁夸赞这对小子的实力真的不错。
2016年，
国际乒联职业巡回赛瑞典公开赛上，大岛祐哉先后战胜MENGEL Steffen、OUAICHE Stephane以及刚刚取得奥地利公开赛男单冠军的
松平健太，一举冲进决赛，并最终以4-2的成绩战胜东道主选手M·卡尔松，成为本次比赛的最大亮点。
2022年12月16日，在T联赛男子组，所在东京队3-1战胜冈山队。12月18日，日本乒乓球联赛T联赛男子组，大岛祐哉/篠塚大登以2-1击败吉村和弘/上江洲光志。12月23日，日本乒乓球联赛T联赛男子组，大岛祐哉/
篠塚大登2-1战胜五十岚史弥/曾根翔。12月25日，日本乒乓球联赛男子组，大岛祐哉3-0战胜
郑荣植。
2023年2月11日，在日本乒乓球联赛中，大岛祐哉/篠塚大登2-1战胜上田仁/五十岚史弥。3月，日本乒乓球联赛T联赛男子决赛，大岛祐哉/篠塚大登以1-2不敌吉村真晴/吉村和弘。