2015年にアジア・タレントカップに参戦し、総合7位。翌16年は3勝を含む6度の表彰台登壇で総合2位となりました。同じ年に参戦したRed Bull MotoGPルーキーズカップで11位。引き続き参戦した17年は2勝を含む5回の表彰台に加え、2度のポールポジションも獲得し、総合5位でした。18年からはCEV Moto3 ジュニア世界選手権に参戦し、ヘレスでの初優勝を含む5度の表彰台を経験し、総合5位となりました。また、ロードレース世界選手権(MotoGP)のMoto3クラスにもワイルドカードでデビューを果たし、初参戦ながらもポイントを獲得しました。

19年からはHonda Team AsiaからMoto3クラスにフル参戦を開始し、アラゴンGPでは2位表彰台を獲得、総合10位でフル参戦初年度を終えました。20年は優勝こそできませんでしたが、2位を2度獲得、3位を5度獲得するなど安定した成績を残しました。タイトル争いでトップに立つなど、シーズンを通して積極的なレースを展開し、総合3位となりました。

21年、IDEMITSU Honda Team Asiaに参入し、Moto2クラスへ昇格。優勝まであと一歩のレースが続きましたが、ついにオーストリアGPで表彰台に立ち、ルーキーシーズンを総合8位で終えました。22年には、タイトル争いの最前線に躍り出て、3度の優勝を含む7度の表彰台登壇を果たしました。ただ、翌23年シーズンは振るわず、3度の表彰台を獲得するも総合9位という結果で終わりました。

そして23年の9月、株式会社ホンダレーシング（HRC）は小椋選手と24年シーズンのスポンサー契約を締結。今シーズンはMT Helmets - MSIからの参戦となるものの、HRCは引き続き彼をサポートし続けます。