Erste internationale Erfahrungen sammelte Ajay Kumar Saroj bei den Jugendasienspielen 2013 in Nanjing, bei denen er in 4:05,76 min die Bronzemedaille im 1500-Meter-Lauf gewann. Im Jahr darauf nahm er an den Olympischen Jugendspielen ebendort teil und wurde mit 3:46,92 min Fünfter. 2016 belegte er bei den Hallenasienmeisterschaften in Doha in 3:47,26 min Rang fünf und siegte anschließend in 3:57,55 min bei den Juniorenasienmeisterschaften in der Ho-Chi-Minh-Stadt. Damit qualifizierte er sich für die U20-Weltmeisterschaften in Bydgoszcz, bei denen er in 3:49,52 min Fünfter wurde. Zudem siegte er in diesem Jahr bei den Südasienspielen in Guwahati in 3:53,46 min über 1500 Meter und gewann im 800-Meter-Lauf in 1:52,04 min die Bronzemedaille hinter dem Sri-Lanker Indunil Herath und Muhammad Ikram aus Pakistan. 2017 siegte er in 3:45,85 min bei den Asienmeisterschaften in Bhubaneswar sowie bei den Asian Indoor &amp; Martial Arts Games in Aşgabat in 3:48,67 min. Zwei Jahre später musste er sich bei den Asienmeisterschaften in Doha nach 3:43,18 min nur dem Bahrainer Abraham Rotich geschlagen geben. Anfang Dezember siegte er bei den Südasienspielen in Kathmandu in 3:54,18 min.