Après avoir participé au tournage de plusieurs long-métrages, Ryo Kase obtient son premier grand rôle dans
Antena de Kazuyoshi Kumakiri en 2004 (Sélectionné à la 60e Mostra de Venise). Il tournera ensuite avec Hirokazu Kore-eda dans
Nobody Knows, Remarqué au Festival de Cannes en 2004, qui le reprendra pour
Hana Yorimo Naho, film en costumes qui explore le monde des samouraïs de l’ère Edo, tourné en 2005.
En 2006, il tourne deux long-métrages avec Kiyoshi Kurosawa (
Sakebi - titre provisoire, et
Gakkou No Kaidan Special), avec lequel il avait déjà fait
Bright Future en 2003. Il a également participé au très remarqué
The Taste Of Tea de Katsuhito Ishii en 2004. Il tient un des deux rôles principaux du film de Clint Eastwood
Lettres D'Iwo Jima.