禁賽期間堅持體能訓練

桃田首次入選日本國家隊，是在參加工作的第二年，即2014年。他在同年舉行的湯姆斯杯（世界男子羽毛球團體錦標賽）上，為日本隊奪得首個湯杯冠軍作出了貢獻；在2015年舉行的世界羽聯超級系列賽（僅次於奧運、世錦賽的世界最高級別賽事）上，成為日本首位男單冠軍。其世界最高排名，2015年為第三名，2016年為第二名。2016年4月，就在他瞄準世界排名第一衝刺時，被曝在東京都內參與非法賭博的問題。那時距離裡約奧運開幕僅剩4個月時間。

日本羽毛球協會對桃田賢斗作出了無限期禁止參加正式比賽的處分。曾被寄以奪取奧運獎牌厚望的他，就此失去了參加當年8月舉行的奧運的資格。

2017年5月禁賽處分解除，當時他的世界排名已從曾經的第二位跌落至第282位。但桃田賢斗在禁賽期間通過跑步和負重訓練，練就了比以前更加強壯的身體。

這樣，在原先的強項——細膩的網前技術基礎上又增加了體力耐力優勢，這使他在禁賽處分解除之後，形成了通過長時間拉鋸戰打垮對手的球風。

2018年1月重返日本國家隊，之後相繼與世界排名靠前的國外選手對戰，慢慢找回了比賽感覺，連創佳績。2018年8月，首次奪得世錦賽冠軍，9月首次登上世界排名第一的寶座。

第二年即2019年，在之前練就的防守能力之上，他成功提升了攻擊速度。由於一場比賽所需時間變短，使他能在保存體力的情況下從淘汰賽中勝出，最終成功衛冕世錦賽冠軍。他在該年度奪得的國際大賽冠軍次數達到11次，創下世界羽毛球史新紀錄。這一年，他一共打了73場比賽，取得了67勝6負的成績，勝率超過了九成。