Al llarg de les seves sis temporades al mundial de 250cc, Hiroshi Aoyama va córrer amb els equips d'Honda i KTM, en una època en què la categoria estava dominada per Aprilia. Va aconseguir nou victòries i mai no va acabar per sota del setè lloc de la general. En guanyar el títol de 250cc de 2009 va esdevenir el darrer campió d'aquesta classe, ja que la temporada següent va ser substituïda per la nova de Moto2. El 2010, Aoyama va pujar a la classe reina, MotoGP, amb l'equip Interwetten Racing. Es va retirar de la competició un cop acabada la temporada del 2014 i va assumir el paper de pilot de proves d'HRC i d'assessor dels pilots de la Shell Advance Asia Talent Cup.
Carrera esportiva
Primers anys
Aoyama va començar a córrer amb Minimotos a 4 anys i ja aleshores es va trobar amb Yuki Takahashi, contra qui ha competit durant la major part de la seva carrera. El 2008 es va referir a Takahashi com a un "rival respectat".
A partir de la temporada de 2004 va seguir tot el mundial de 250cc amb Honda. Aquell mateix any va obtenir dos tercers llocs i acabà el campionat en sisè lloc. L'any següent va aconseguir la seva primera victòria, a Motegi, i va acabar el campionat en quarta posició. Tanmateix, la temporada de 2006 no va poder romandre a Honda i va passar a KTM, marca amb la qual va obtenir la victòria a Istanbul i Motegi, les dues primeres del fabricant austríac als 250cc. Per segon any consecutiu, va ser quart a la classificació general. El 2007 va acabar la temporada en sisena posició amb victòries al Gran Premi d'Alemanya i al Gran Premi de Malàisia. Va continuar amb KTM la temporada del 2008 i va acabar el campionat en setena posició final, amb dos segons llocs al llarg de la temporada.
Després de la retirada de KTM de la classe de 250cc, Aoyama va tornar a Honda amb el Team Scot, on substituí el seu rival Yuki Takahashi, que va passar breument a MotoGP. La temporada del 2009 li va anar molt bé a Aoyama, ja que va aconseguir 4 victòries, 3 segons llocs i va acabar totes les altres curses en posició de punts. Al darrer Gran Premi de la temporada es va proclamar campió del món.
El 2010, Aoyama va pujar a MotoGP amb l'Emmi-Caffè Latte Team, que li oferí una Honda RC212V. A les proves inicials, l'equip (nou a MotoGP) va optar per no fer servir les ajudes electròniques al pilot, malgrat que les motos es dissenyen justament al seu voltant. El director tècnic de l'equip, Tom Jojic, va explicar que volia que Aoyama experimentés la veritable naturalesa de la moto i pensava que el japonès era prou bo per a ser-hi competitiu.[2] La seva temporada, però, va ser estroncada per una fractura de vèrtebra en un accident que patí als entrenaments de Silverstone, cosa que el deixà fora del campionat durant gran part de la temporada.[3]