西上尾イレブンから大宮FCまでは前半はGK後半はFWの二刀流プレイヤーとして出場していた。2003年に浦和ユースからトップチームに昇格を果たす。2006年5月21日に埼玉スタジアム2002で行われたナビスコカップのグループリーグ第6節、横浜FM戦で公式戦デビューを果たした。2010年には、ナビスコカップの予選リーグ全6試合で先発フル出場を果たした。長年に渡り都築龍太と山岸範宏の控えだったが、2011年6月11日にNACK5スタジアムで行われたJ1第14節、大宮とのさいたまダービーでトップ昇格9年目にして初のリーグ戦先発フル出場を果たした。この試合以降山岸から正GKを奪取した。リーグ戦プロ2戦目となったJ1第15節、広島戦の試合前に初めて浦和のサポーターは加藤へ対する応援歌を歌った。震災の影響で7月23日に行われたJ1第6節の甲府で相手選手をペナルティーエリア外でファウルしてしまい、プロ入り初のレッドカードを受けた。1試合の出場停止処分が明けたJ1第19節、川崎戦で再び先発に復帰。以降はナビスコカップ、天皇杯の一部の試合を除き先発出場を続け、最終的に公式戦32試合に出場を果たしたが、最終節の柏レイソル戦では茨田陽生のミドルシュートを後逸する痛恨のミスを犯してしまい、結果的に柏の初優勝をアシストする格好となった。2012年9月29日に国立競技場で行われたJ1第27節柏戦のロスタイムに、矢島慎也めがけ約50メートルのスローイングを投げそこからポポの得点に繋がり勝利に貢献した。この年はミハイロ・ペトロヴィッチ新監督の就任によりGKにも組立への参加が要求されたことで自身の持ち味を最大限に発揮。リーグ戦全試合に出場し、守護神として一本立ちした。2013年も引き続きレギュラーとしてプレーしたが、中盤戦になると失点が増加。ミスも目立つようになり、終盤戦は山岸に定位置を譲った。2014年は、西川周作の加入により出場機会が激減。オフにズラタンと入れ替わる形でJ2に降格した大宮アルディージャへ完全移籍した。大宮ではFC東京から加入した塩田仁史とのポジション争いとなったが、これを制してJ1昇格の原動力となった。2018年、翌年の契約非更新（戦力外）が発表された。2018年12月、京都サンガF.C.へ完全移籍により加入すると発表された。
新潟3区では田中角栄の好敵手であった。田中は三宅（日農）支持者に食い込む形で勢力を拡大するが、三宅も根強い支持層で対抗した。ロッキード事件後の第34回衆議院議員総選挙で選挙運動中にお互い出くわした際には、三宅は「体に気をつけろよ」と田中にエールを送り、田中は「農民の恩人である三宅先生だけは落選させてはいけない。もし落選させたら新潟県人の恥になる」と三宅を称えた。1970年11月24日の衆議院本会議で川島正次郎自由民主党副総裁への追悼演説を行った。この演説について、佐藤栄作首相は「なかなかの名文で感動を与へた」と日記に綴っている。
採用1年目のオフにはアメリカ合衆国にある審判学校へ留学する。その後2軍でさらに研鑚を積み重ね、平均3 - 4年目辺りから一軍戦でも審判を行う（この段階では一軍と二軍を行ったり来りなので、通称一軍半）。そして6年目辺りから一軍に完全定着して研鑚に努め、優れた審判技術を擁する者はオールスターへの出場が、15年 - 20年のキャリアで日本シリーズへの出場ができる。またクルーチーフ、部長への道も並行して進むが、ミスが多くなれば、たとえ審判部役職者であっても再び二軍へ降格される。逆に資質があると認められれば、秋村謙宏のように一年目から一軍での審判を経験することも可能。また入局10年程度で日本シリーズに出場する審判、5年目でオールスターの球審に抜擢される審判も近年では出てきている。かつては巨人戦を裁く審判は経験豊富な審判員が担当していたが、近年ではローテーションが確立されたこともあり、経験の少ない若手も満遍なく担当するようになった。一軍定着した審判員は、1シーズンでおおむね100試合前後を担当する。定年は55歳（役員定年も含む）となっているが、実施時期は未定ながら定年58歳へ引き上げる事が決定している。現時点でも能力を維持できると判断されれば55歳を越えて活躍できる。パ・リーグは55歳を迎えた部長は一審判員に戻って現役続行する傾向があるが、セ・リーグは55歳以降も部長を継続し、部長のまま引退する傾向がある。1リーグ制になって以降は、定年の年齢が引き上げられ、58歳まで審判員を続けることが可能になっている。さらに、2019年現在では役職定年も従来の55歳から58歳に引き上げられ、能力が維持できると判断された審判員は原則60歳まで、最大で65歳まで審判員を継続することが可能になっている。2005年からセ・パ交流戦が始まった事もあり、セ・パ両リーグと両審判部がコミッショナー下に統合された。円滑な運営や経費節減などを目的に2011年のシーズンから各連盟ごとの審判委員業務を統合し、日本野球機構審判部審判委員として活動することになった。両リーグで異なっていた立ち位置や細かな動作なども統一される。これに先立ち2010年から両リーグで異なっていた審判の帽子・ユニフォームを統一しNPBマークを付けた。また、記録員も2010年から統合されている。（2009年11月発表）審判の袖番号はパ・リーグでは1977年から、セ・リーグでは1988年から採用されている。給料は1年契約の年俸制であり、本俸は12等分して毎月支払われ、更に本俸に足されて用具費・遠征旅費・出場手当が支払われる。出場手当は1試合につき、1軍公式戦の場合は球審：34,000円、塁審：24,000円、控え：7,000円であり、2軍公式戦の場合は一律2,000円である。一軍の最低年俸は750万円、二軍の最低年俸は345万円であり、1軍レギュラークラスの年俸は1000万円以上、トップクラスでは2000万円近くになる。ただし、用具費や遠征費などの必要経費が含まれているため、実質の可処分所得は額面の6、7割程度である。ただし、一軍の最低年俸が適用されるには一軍での累計500試合出場が条件となる。