Dès 2016 elle passe régulièrement le second tour dans divers tournois. À Auckland, elle arrive en quart de finale battant Mariana Duque-Marino, Daria Kasatkina, mais elle est battue par Julia Görges. À Bol, elle arrive en demi-finale passant la Française Marine Partaud, puis Ivana Jorovic, Stefanie Vögele. Elle est défaite par Polona Hercog. Lors du tournoi de Tashkent 2016, Nao Hibino arrive en finale. Elle est tête de série numéro 4 et élimine Komola Umarova, Risa Ozaki, Lesia Tsurenko. Elle est éliminée par Kristýna Plíšková.
Sur le circuit ITF, elle possède également 8 titres en simple et 8 en double.
2017 - 2018. Deux finales puis saisons peu fructueuses
À Nanchang, elle réitère son parcours jusqu'en finale. Pour cela, elle bat Zhang Kai-Lin, Kristýna Plíšková (tête de série numéro 3), Lu Jing-Jing, Wang Yafan. Elle est battue par la seconde tête de série Peng Shuai.
L'année qui suit est peu fructueuse puisque Nao passe que rarement le second tour hormis au challenger de Taipei. Elle y est battue par Luksika Kumkhum. Il faut attendre jusqu'en septembre 2019 pour que Nao Hibino ait enfin un nouveau titre.
2019. Saison très peu concluante jusqu'en septembre puis victoire à domicile
Nao Hibino à Roland Garros 2019
Début 2019 est peu concluant. Malgré quelques victoires comme celle face à Sara Sorribes Tormo 6-4, 6-2 en Fed Cup. Elle réussit à se qualifier pour le tableau final à Indian Wells en ayant éliminé Claire Liu et Sorana Cîrstea. Elle est cependant éliminée au premier tour par Jennifer Brady. Elle passe un tour à Zapopan, où elle élimine la Britannique Heather Watson 6-4, 6-1, elle est vaincue au tour suivant 6-4, 6-3 par Tatjana Maria.
Elle passe par les qualifications pour Miami, elle y élimine Eugenie Bouchard et Magda Linette mais elle est éliminée au tour suivant. Elle se présente au tournoi de Monterrey où elle y élimine Giuliana Olmos, avant d'être éliminée par Sachia Vickery. À Bol, elle réalise le même parcours éliminant Valeriya Strakhova, pour se faire éliminer par la suite par Timea Bacsinszky.
Alors qu'elle ne passe que rarement le premier tour, souvent éliminée lors de qualifications, Nao Hibino va réaliser un très bel exploit : avec sa compatriote Misaki Doi, elles seront les deux premières japonaises à s'affronter en finale à domicile. Pour cela, Nao Hibino va éliminer Leylah Fernandez, puis Zarina Diyas sur abandon, au tour suivant, elle vainc Mihaela Buzărnescu en demi-finale. Lors de la finale sur le score de 6-2, 6-3, Nao Hibino vainc sa compatriote Misaki Doi[2]. Ensemble, elles jouent également le double. Sur leur chemin, elles viennent à bout de la 2e paire tête de série Kirsten Flipkens - Alison Van Uytvanck, puis Ysaline Bonaventure - Greet Minnen, en demi-finale, elles écartent Miyu Kato - Storm Sanders. Fait exceptionnel, les deux joueuses s'imposent en finale face à la paire Christina McHale - Valeria Savinykh.
2020 - 2021. Saisons décevantes malgré quelques bons résultats
En 2020, lors de l'Open d'Australie, elle passe un tour face à Peng Shuai avant de s'incliner face à María Sákkari. À Hua Hin, elle arrive jusqu'en demi-finale où elle est battue par Leonie Küng. Par la suite, il lui faut attendre jusqu'au tournoi de Strasbourg pour obtenir de bons résultats : elle bat entre autres l'ex championne de l'US Open Sloane Stephens, puis elle vainc Zarina Diyas et vient à bout de l'ex championne de Roland-Garros Jeļena Ostapenko ; Elena Rybakina met fin à son parcours.
Il lui faut attendre après jusqu'en avril 2021 au Challenger de Charleston pour obtenir de nouveau de bons résultats mais elle perd en quart face à la Tunisienne Ons Jabeur. Dans les tournois majeurs, elle passe à trois reprises le premier tour (à Melbourne, elle passe un tour puis perd face à Kristina Mladenovic, à Paris où elle perd au second tour contre Elena Rybakina, et à Londres où elle perd face à Aliaksandra Sasnovich au même stade). Le reste de la saison n'est que peu concluant.
2022. Présence surtout sur le circuit secondaire
Lucky loser à l'Open d'Australie, elle perd au premier tour face à Martina Trevisan (6-2, 6-3). En double, associée à Alicja Rosolska elle passe le premier tour. À Cancun, elle bat Anna Sinclair Rogers, puis Elvina Kalieva avant d'échouer face à Darja Semeņistaja. Par la suite, elle perd au premier tour dans plusieurs tournois : face à Alexandra Vecic à Cancun, face à Caroline Dolehide au tournoi ayant lieu à Guadalajara et face à Harmony Tan à Monterrey. Le déclic arrive enfin lors de la 3e et 4e volée du tournoi secondaire de Chiang Rai ; elle y parvient respectivement en demi-finale et en finale, à chaque fois éliminée par Gao Xinyu, future vainqueure de ces tournois.
Elle se rend à Hambourg, passant par les qualifications mais perdant dès le premier tour face à A.Cadanțu-Ignatik. Lucky loser à Prague, elle effectue un parcours qui est surprenant : elle élimine Mihaela Buzărnescu sur un double 6-2, et surtout elle sort la 2e tête de série et 19e mondiale, Barbora Krejčíková (3-6 7-6 6-3), avant d'abandonner face à Linda Nosková.
Elle surprend encore une fois lors du tournoi de Chennai : elle se hisse jusqu'en quart-de-finale alors qu'elle sort des qualifications, battant Jana Fett puis la 6e tête de série, Wang Qiang (6-3 6-2), avant d'être sortie par Katie Swan (3-6 6-3 3-6).
Sur le Circuit ITF, elle atteint les quarts lors des tournois de Templeton (éliminée par Madison Brengle), Santa Fe (éliminée par Katrina Scott), et le tournoi de Midland (éliminée par Ann Li).
Elle revient sur le circuit secondaire à Kashiwa. Elle y élimine tour à tour Haruka Kaji (6-2 6-3), puis Maddison Inglis (3-6 6-3 6-2). Elle vainc ensuite Kyoka Okamura (6-4 2-6 6-3). En demie, et malgré un passage à vide; elle élimine Arianne Hartono (6-3 0-6 6-3). Elle obtient son titre en deux sets (6-4 6-3) face à Jang Su-jeong.
Elle obtient un autre résultat à Paris, où elle sort une top 50; l'américaine Alycia Parks dès le premier tour (6-2 6-4). Elle continue en prenant le meilleur sur Océane Dodin (6-1 6-4). Elle atteint les 1/4 finale et se retrouve confrontée à la 6e tête de série, Caty McNally.
Lucky looser à Prague, elle effectue pourtant un bon parcours. Après avoir échoué face à Emiliana Arango en phases qualificatives, elle est repêchée et élimine Sara Errani (7-5 3-6 6-4) et Viktória Hrunčáková (6-1 7-5). Elle enchaine avec une victoire face à Tereza Martincová (6-1 6-2), et se retrouve en face de aqueline Cristian pour les demies finales. Sur le score de 6-4 6-7 6-2. Elle bat enfin la Tchèque Linda Nosková en finale sur le score de 6-4 6-1[3].
En double, elle s'associe à Oksana Kalashnikova. Elles éliminent dans la douleur la paire thaïlandaise composée de Luksika Kumkhum - Peangtarn Plipuech (6-4 3-6 10-6). Elles se retrouvent ensuite face à la paire Andrea Gámiz - Heather Watson. Elles les éliminent sur un score de 6-4 3-6 10-7. Elles font face à Barbora Palicová et Dominika Šalková qu'elles éliminent (6-1 6-2). Elles accèdent ainsi à la finale face à Quinn Gleason et Elixane Lechemia. Elle réussie à s'imposer avec sa coéquipière 6-7 7-5 10-3. Elle remporte donc le simple et le double du tournoi.
Grâce à ce tournoi elle réintègre le top 100 à la 84e place mondiale. Une première depuis 2021.
Elle s'aligne à Stanford en tant que 4e tête de série. Elle élimine Valeria Savinykh (sa partenaire de double dans ce même tournois) au premier tour en deux sets (7-5 6-2), pour se retrouver face à sa compatriote Moyuka Uchijima. Elle abandonne après avoir perdu 7-5 2-0.
2024: Sortie du top 100
À Canberra, elle est la 2e tête de série. Elle arrive en quart battant Katherine Sebov (6-2 6-3) et Taylah Preston (6-1 5-7 6-1). Associée à Irina Khromacheva en double, la paire ne passe que le premier tour. S'ensuit une série de deux défaites au premier tour à Hobart et lors de l' Open d'Australie. Elle passe de nouveau le premier tour à Hua Hin. Lors de la Coupe Billie Jean King, elle arrive à bout de ses deux adversaires, Anna Danilina et Yulia Putintseva.
Suite à une série de six défaites précoces, elle sort du top 100. À Makarska, elle arrive en quarts de finale en simple, et avec Oksana Kalashnikova en finale du double. Elle se qualifie pour l'US Open; prenant même sa revanche sur Kristina Mladenovic qui l'avait éliminé quelques mois plus tôt. Elle sera sortie du tournois au premier tour. Elle aura un peu plus de chance en double avec Cristina Bucșa en passant le premier tour.
Après des échecs en qualifications de Séoul et Pékin, elle se rend à Hong Kong. Elle y élimine la française Clara Burel en deux sets (6-2 7-6). Puis, elle vient à bout en trois sets de Dalma Gálfi pour rallier les quarts de finale. Clara Tauson l'élimine à ce stade.
Retombée à la 159e place mondiale, elle se présente à Hong Kong. Elle fait face à LuJia-Jing au premier tour, elle l'élimine malgré quelques difficultés (6-7 6-3 7-5). Elle se retrouve ensuite face à une autre chinoise, la tête de série numéro 6; Yuan Yue.Elle perd malgré le gain du premier set et sa résistance dans le second.
Style de jeu
Hibino préfère un style de jeu agressif. Après avoir battu Hsieh Su-wei en quart de finale à l'Open féminin du Japon 2019, elle a décrit le match comme étant à 70 % en défense et à 30 % en attaque, mais a déclaré qu'elle devait être plus agressive. Après avoir battu sa compatriote Misaki Doi lors de la finale du même tournoi, Doi a déclaré : « Elle a un revers puissant, mais elle utilisait également son coup droit pour bien structurer les points, ce qui me donnait très peu de chance de jouer mon jeu. » Hibino peut aussi être efficace au filet pour repousser une frappe puissante du joueur et assurer une volée. L'une des signatures de son style de jeu est l'utilisation de drop shots. Elle préfère les courts en dur, mais son tournoi préféré est Wimbledon qui se joue sur gazon.
Sous le résultat, l’ultime adversaire. Nota: à partir de 2024, le nombre de tournois de cette catégorie passe à 10 par saison et l'alternance entre Dubaï et Doha est supprimée. Le codage Wiki actuel ne permet l'affichage que du résultat de Dubaï si la joueuse a également joué Doha.
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