Il doit attendre une saison et l'arrivée du nouvel entraîneur Levir Culpi avant de jouer son premier match avec Ōsaka, et par la suite de devenir un joueur régulièrement titularisé par son entraîneur. Appelé pour la coupe du monde des moins de vingt ans en milieu de saison, il y joue deux matches, et s'arrête au stade des huitièmes de finale. Il termine ensuite son année au Japon avec trente-cinq matches de championnat au compteur, et ratant la montée en première division de quelques points. La saison suivante est assez similaire, le Cerezo terminant à un point des barrages. Quelques mois auparavant, Kagawa avait disputé tous les matches de son équipe aux Jeux olympiques, qui s'était faite éliminer dès le premier tour, mais aussi son premier avec la sélection principale, le 24 mai contre la Côte d'Ivoire lors de la Coupe Kirin. En 2009, Kagawa finit meilleur buteur de la division avec vingt-sept réalisations, et permet à son club d'accéder à l'élite en formant un duo détonant avec Takashi Inui. Il effectue même à l'hiver deux essais avec Barcelone et le Real Madrid. Il continue ensuite de jouer régulièrement, et son club reçoit alors de nombreuses offres de clubs européens.