Po raz pierwszy od debiutu w międzynarodowych zawodach na Mistrzostwach Świata 2013 roku, Shirai nie zakwalifikował się do japońskiej męskiej drużyny narodowej AG; w związku z tym, niezdolność do wzięcia udziału w Mistrzostwach Świata w Gimnastyce Artystycznej 2019 w Stuttgarcie, Niemcy, w dniu 4-13 października 2019 r. Występy Shirai zostały spowolnione przez większą część sezonu 2019 przez raczej upartą i dokuczliwą kontuzję lewej kostki, w wyniku czego nie był w stanie rywalizować najlepiej podczas mistrzostw w Japonii w 2019 roku, że wyniki tam i na NHK Trophy w 2019 roku określiły uprawnienia gimnastyków do dołączenia do japońskiej drużyny narodowej w
Toaleta 2019 roku. Najlepszą szansą dla Shirai było zdobycie jednego z dwóch miejsc dostępnych dla specjalistów z aparatury, szczególnie w wydarzeniach na FX i VT. Jednak Shirai zajął trzecie miejsce na FX i piąte na VT, co sprawiło, że nie zakwalifikował się do Mistrzostw Świata i nie był w stanie obronić swoich medali światowych z 2018 roku. Ponadto, ponieważ Shirai nie był jedynym wysokiej klasy nieobecnym (Kōhei Uchimura nie był tam również z powodu kontuzji), japońscy mężczyźni wysłali dość niedoświadczoną drużynę na Mistrzostwa Świata 2019, w których konkurencja męska była zdominowana przez inne kraje. Shirai ciężko pracował nad powrotem do formy konkurencyjnej przez dłuższy okres czasu, próbując odzyskać siły po różnych kontuzjach, a następnie całkiem zardzewiał na każdym wydarzeniu.