2016年11月17日，2016年亞洲游泳錦標賽女子400米個人混合泳項目中， 大橋悠依以4分44秒75獲得第三；11月20日，大橋悠依以2分11秒46獲得2016年亞洲游泳錦標賽女子200米個人混合泳冠軍，并打破中華臺北選手程婉容創(chuàng)造的2分12秒55的賽會紀錄。

2017年4月，日本全國錦標賽上，大橋悠依憑借勇奪混合泳兩項冠軍的絕對實力，獲得直通布達佩斯的入場券；7月，大橋悠依獲得布達佩斯游泳世錦賽女子200米個人混合泳亞軍，2分07秒91的成績也讓日本該項目的全國紀錄提高了0.54秒。

2018年5月27日，大橋悠依以57秒94獲得2018年日本東京游泳公開賽女子100米蝶泳亞軍。

2018年8月9日，大橋悠依以4分33秒77獲得2018年泛太平洋游泳錦標賽女子400米個人混合泳冠軍。

2018年8月11日，大橋悠依以2分08秒16獲得2018年泛太平洋游泳錦標賽女子200米個人混合泳冠軍，并創(chuàng)造新的賽會紀錄，該成績在2018年世界排名第一。

2018年8月21日，大橋悠依以4分34秒58獲得2018年雅加達亞運會女子400米個人混合泳冠軍；24日，獲得2018年雅加達亞運會女子200米個人混合泳亞軍。

2018年9月29日，大橋悠依以4分27秒42獲得國際泳聯(lián)2018年短池游泳世界杯荷蘭站女子400米混合泳亞軍。

2018年10月6日，大橋悠依以4分27秒23獲得2018年國際泳聯(lián)游泳世界杯匈牙利布達佩斯站（短池）女子400米混合泳亞軍。

2018年11月10日，大橋悠依以4分22秒73獲得2018年國際泳聯(lián)短池游泳世界杯日本東京站女子400米混合泳亞軍，該成績也打破了葉詩文保持了六年的亞洲紀錄。

2018年11月11日，大橋悠依以2分05秒29獲得2018年國際泳聯(lián)短池游泳世界杯日本東京站女子200米混合泳亞軍。

2019年4月9日，大橋悠依入選7月韓國光州游泳世錦賽的參賽名單。

2019年7月28日，獲2019年國際泳聯(lián)世錦賽女子400米個人混合泳第三。

2019年8月4日，獲2019年國際泳聯(lián)游泳世界杯東京站女子200米個人混合泳第二。