Für Japan nahm Takahashi bereits an der U-18-Weltmeisterschaften 2010 in der Division I teil. Sein Debüt in der Herren-Nationalmannschaft gab Ueno bei der Weltmeisterschaft 2012, bei der seine Mannschaft in der Gruppe A der Division I antrat. Auch bei den Weltmeisterschaften 2013, 2014, 2015 und 2016 stand er für sein Land in der Division I auf dem Eis. Zudem vertrat er seine Farben bei der Olympiaqualifikation für die Winterspiele in Pyeongchang 2018. Bei den Winter-Asienspielen 2017 belegte er mit den Japanern hinter Kasachstan und Südkorea den dritten Platz.