Für Japan nahm Ueno bereits an den U-18-Weltmeisterschaften 2003 und 2004 sowie den U-20-Weltmeisterschaften 2004, 2005 und 2006 teil. Bei der U20-Junioren-WM 2005 gelang ihm mit den Japanern beim Division-II-Turnier in Bukarest nach dem Abstieg im Jahr zuvor die Rückkehr in die Division I. Sein Debüt in der Herren-Nationalmannschaft gab Ueno bei der Weltmeisterschaft 2006, bei der seine Mannschaft in der Gruppe A der Division I antrat. Auch bei den Weltmeisterschaften 2007, 2010, 2012, 2013, 2014, 2015, 2016 und 2017 stand er für sein Land in der Division I auf dem Eis. Bei der Weltmeisterschaft 2014 brachte er die japanische Auswahl im letzten Spiel gegen Ungarn fünfeinhalb Minuten vor Ende der regulären Spielzeit mit 4:3 in Führung – ein Ergebnis, das zum Aufstieg in die Top-Division gereicht hätte. Da die Asiaten aber nicht nur eine gute Minute vor Schluss den Ausgleich hinnehmen mussten, sondern am Ende das Spiel nach Penaltyschießen noch verloren, stieg statt ihrer die Auswahl Österreichs auf.