V říjnu 2012 JAXA oznámila začlenění Juiho do Expedice 44/45 na Mezinárodní vesmírné stanice (ISS). Jeho půlroční let na ISS byl plánován na květen – listopad 2015. Do vesmíru odstartoval v kosmické lodi Sojuz TMA-17M společně s Olegem Kononěnko a Kjellem Lindgrenem. Start kosmické lodi se 22. července 2015 vydařil, trojice odletěla na ISS. Na stanici pracoval ve funkci palubního inženýra. Z oběžné dráhy se na Zem trojice Kononěnko, Jui, Lindgren vrátila 11. prosince, přistáli ve 13:12:14 UTC v kazašské stepi 132 km severovýchodně od Džezkazganu. Let trval 141 dní, 16 hodin, 9 minut a 29 sekund.