Ayant grandi dans un environnement empli de musique par sa famille mélomane, Kai Ono commence le violon à l'âge de 7 ans. Il intègre en 2015 le Conservatoire national supérieur de musique et de danse de Paris. Il a suivi tout au long de ses études l'enseignement de professeurs tels que Serge Cintrat, Christophe Poiget, Christophe Bianco, Michaël Hentz, Arielle Gill, Phlippe Graffin, José Alvarez ou encore Ayako Tanaka.

La musique de chambre tient une place importante dans sa vie de musicien. Avec le quatuor Isao il a été résident de l'abbaye de la Prée et a participé à l'ECMA. Au festival de l'APAS il a partagé la scène avec des musiciens tels que Noé Inui ou Antoine Sobczak.

Depuis 2019 Kai est membre de l'Orchestre philharmonique de Strasbourg.