2015 kam er im Einzel ins WM-Viertelfinale, seine bis dahin beste Platzierung. Beim World Cup belegte er zum vierten Mal in Folge den vierten Platz. Auch 2016 zeigte er starke Leistungen: Bei der Mannschafts-WM holte er zum ersten Mal Silber, bei den Kuwait Open ging er gegen Xu Xin im Entscheidungssatz mit 10:4 in Führung, verlor aber noch 10:12. Xu Xin konnte er dann im Team-Finale der Olympischen Spiele schlagen, bei denen Mizutani Silber mit der Mannschaft und nach einem Sieg über Vladimir Samsonov Bronze im Einzel gewann. Auf Vereinsebene wechselte er zu Gazprom Fakel Orenburg, mit dem er auf Anhieb die Champions League gewinnen konnte. Ansonsten konnte er 2017 jedoch nicht an die starken Leistungen aus 2016 anknüpfen. Bei der Weltmeisterschaft 2017 schied er überraschend gegen den 13-jährigen Tomokazu Harimoto aus, beim World Cup gegen Simon Gauzy. Mit Einführung der neuen Weltranglistenberechnung ab 2018 fiel er dann wieder aus den Top 10 der Welt heraus. Bei der WM 2018 war er erneut Teil des japanischen Teams, das als amtierender Vize-Weltmeister antrat, in der Gruppenphase aber überraschend gegen England und im Viertelfinale gegen Südkorea verlor und somit zum ersten Mal seit 2006 ohne Medaille ausschied. 2019 nahm Mizutani unter anderem an der WM teil, schied dort jedoch in der Runde der letzten 32 aus. Ab diesem Jahr bildete er zudem ein gemischtes Doppel mit Mima Itō, mit der er unter anderem Silber bei den Grand Finals gewann. 2020 holten sie Silber bei den German Open und Gold bei den Qatar Open. 2021 nahm Mizutani wieder an den Olympischen Spielen teil, diesmal allerdings nicht im Einzel. Im Mixed mit Mima Itō gewann er Gold, nachdem sie im Viertelfinale gegen Patrick Franziska/Petrissa Solja sieben Matchbälle abgewehrt und im Finale gegen Xu Xin/Liu Shiwen einen 0:2-Rückstand aufgeholt hatten. Mit dem Team holte er Bronze.