Satoshi Hirose commence sa carrière en 1999 au sein de l'équipe cycliste Besson Chaussures-Nippon Hodo. En 2003, il remporte une étape du Tour de Hokkaido et s'adjuge le classement général final. À partir de 2006, il court pour l'équipe continentale japonaise Aisan Racing. Lors du Herald Sun Tour 2006, il obtient une victoire sur la quatrième étape de la course, disputée entre Nagambie et Benalla. En 2007, il gagne une étape du Tour de Taïwan et récidive sur l'édition 2008 du Tour de Kumano. Il termine sa carrière de cycliste à l'issue de la saison 2008.