1994年北海道札幌市に生まれる。幼少の頃より、チェロ、ピアノを学ぶ。
　東京芸術大学音楽学部指揮科を首席で卒業。学内にて安宅賞、同声会賞、若杉弘メモリアル基金賞を受賞。同大学院音楽研究科指揮専攻修士課程を卒業。
　2015年、第17回東京国際音楽コンクール〈指揮〉で2位ならびに聴衆賞を受賞。指揮を尾高忠明、高関健の両氏、作曲を二橋潤一氏に師事。山田和樹、パーヴォ・ヤルヴィなどの各氏のレッスンを受講する。これまでに読売日本交響楽団、東京交響楽団、東京フィルハーモニー交響楽団、札幌交響楽団、群馬交響楽団、名古屋フィルハーモニー交響楽団、大阪フィルハーモニー交響楽団、大阪交響楽団などを指揮、今後さらなる活躍が期待される若手指揮者筆頭。2019年4月から2022年3月まで大阪交響楽団正指揮者を務める。2023年4月より仙台フィルハーモニー管弦楽団指揮者に、2024年4月より九州交響楽団首席指揮者に就任。
　2021年2月、オクタヴィア・レコードより交響曲 第8（9）番 ハ長調 D944 「ザ・グレイト」（新日本フィルハーモニー交響楽団公演ライブ収録）をリリース、新型コロナウィルスによる緊急事態宣言開けに行われた公演の緊張感の中、太田のエネルギー溢れる「グレイト」が聴衆の話題をさらった。
　2025年、第23回齋藤秀雄メモリアル基金賞（指揮部門）を歴代最年少で受賞。

2015年パガニーニ国際コンクール第2位、エリザベート王妃国際音楽コンクール第6位、2019年モントリオール国際音楽コンクール第3位受賞。青山音楽賞新人賞、ホテルオークラ音楽賞ほか受賞多数。国内のオーケストラのほかにもベルギー国立管、クレメラータ・バルティカ、ヨーロッパ室内管などとも共演している。
ドイツ・クロンベルクアカデミーを経て、ケルン音楽大学にてミハエラ・マーティンに師事した。ナクソスよりCD「サン=ジョルジュ：ヴァイオリン協奏曲」をリリース。
楽器は日本音楽財団より、1717年製のストラディヴァリウス「サセルノ」を貸与されている。

茨城県東海村出身。8歳から吹奏楽部でサクソフォンを始め、東京藝術大学器楽科を卒業。在学中からプロとしてキャリアを積み、鮮烈なCDデビューを果たす。第28回日本管打楽器コンクールサクソフォン部門第１位・特別大賞（史上最年少）。2014年第6回アドルフ・サックス国際コンクール第2位。現地メディアを通じて日本でも話題になる。2017年度第28回出光音楽賞受賞。2018年第9回岩谷時子賞 奨励賞受賞。現在、国内若手アーティストの中でもトップの位置をしめ、ソリストとして、NHK交響楽団、読売日本交響楽団、東京都交響楽団他、国内のほとんどのオーケストラと共演。デビュー以来、常に新たなプログラムにも挑戦し、サクソフォンの可能性を最大限に伝えている。自身の活動と並行してサクソフォン四重奏「The Rev Saxophone Quartet」、吹奏楽団「ぱんだウインドオーケストラ」としても精力的に活動し、クラシックと吹奏楽を両軸に、上野耕平ワールドを築き上げてきた。NHK-FM「×（かける）クラシック」の司会、テレビ「題名のない音楽会」「妄想トレイン」などメディアとの相性も良い。また、音楽以外にも鉄道と車をこよなく愛し、深く追求し続けている。2025年4月16日に6枚目のソロアルバム『eclogue』をリリース。

TNCテレビ西日本、NHK横浜放送局を経て、現在はフリーアナウンサーとして幅広く活動中。これまでに、FMヨコハマのニュースアナウンサーのほか、神奈川フィルハーモニー管弦楽団、NHK交響楽団、日本センチュリー交響楽団、大阪フィルハーモニー交響楽団、宮崎国際音楽祭、横浜音祭り、フェスタサマーミューザKAWASAKIのWEB配信など、全国各地でコンサートナビゲーターを務める。また、2018年に「ピアノと読み声―紋音―」を結成し、横浜市鶴見区サルビアホール登録アーティストとしても活動中。