Meski Mitoma mengalami cedera, pelatih Timnas Jepang, Hajime Moriyasu, tetap memilih membawa pemain tersebut ke Piala Asia 2023. Keputusan ini diambil karena Mitoma memiliki bakat luar biasa di dunia sepakbola dan diharapkan dapat memberikan kontribusi positif bagi tim.
Bersama Brighton, Mitoma menjadi pemain kunci dengan mencetak 3 gol dan memberikan 6 assist dalam 24 penampilannya di berbagai kompetisi pada musim ini.
Sebelumnya, Mitoma tidak tampil saat Jepang mengalahkan Vietnam dengan skor 4-2 dan mengalami kekalahan 1-2 dari Irak.***