Schon der Vater von Shunsuke Imamura war Radrennfahrer. 2015 wurde er Junioren-Weltmeister im Punktefahren, im Jahr darauf gewann er in derselben Disziplin den Junioren-Titel bei den asiatischen Radsportmeisterschaften. 2017 errang er seine ersten beiden japanischen Meistertitel in der Elite. 2018 sowie 2020 wurde er Asienmeister in der Mannschaftsverfolgung. Bei den Asienspielen 2018 belegte er im Zweier-Mannschaftsfahren (mit Eiya Hashimoto) und in der Mannschaftsverfolgung (mit Shogo Ichimaru, Eiya Hashimoto und Ryo Chikatani) jeweils Platz drei. 2019 wurde er zudem japanischer U23-Meister im Einzelzeitfahren auf der Straße. Gemeinsam mit Chikatani, Kazushige Kuboki, Keitaro Sawada und Hashimoto wurde er 2020 Asienmeister in der Mannschaftsverfolgung.