Ihre erste Medaille auf der Pro Tour war Gold im Doppel bei den Taiwan Open 2006, im Einzel holte sie im selben Jahr Bronze bei den German Open. Zudem konnte sie mit der Mannschaft erneut WM-Bronze gewinnen. 2007 rückte sie im Alter von 19 Jahren erstmals in die Top 10 der Weltrangliste vor und qualifizierte sich – sowohl im Einzel als auch im Doppel – zum ersten Mal für die Pro Tour Grand Finals, schied dort aber jeweils in der ersten Runde aus. Eine olympische Medaille verpasste sie 2008 nur knapp, mit der Mannschaft ging das Spiel um Platz 3 gegen Südkorea verloren. Im Einzel schied sie im Achtelfinale gegen die spätere Siegerin Zhang Yining aus. Im Laufe der Jahre 2008 und 2009 fiel sie in der Weltrangliste allmählich wieder bis auf Platz 31 zurück, bevor sie sich wieder steigern konnte. Sowohl 2008 als auch 2010 konnte sie bei den Weltmeisterschaften erneut Bronze mit dem japanischen Team gewinnen, 2010 erreichte Fukuhara im Einzel außerdem das Halbfinale bei den Pro Tour Grand Finals und kehrte in die Top 10 zurück. Ein Jahr später holte sie bei den Grand Finals Silber im Doppel mit Kasumi Ishikawa und bei der WM Bronze im Mixed mit Seiya Kishikawa. Um 2010 wurde sie von Tang Yuanyuan trainiert. 2011 wurde Ai Fukuhara erstmals Japanmeisterin im Einzel.