Nakamura tuvo su debut en New Japan el 29 de agosto en el Nippon Budokan, en un combate infructuoso ante Tadao Yasuda. Shinsuke se perfiló como un prometedor novato, pero antes de proseguir en la lucha libre, el director de NJPW Antonio Inoki lo eligió por su habilidad y experiencia en los deportes de combate para ser un miembro de la división de MMA de New Japan. Nakamura fue enviado al dojo de Inoki en Los Ángeles, Estados Unidos, y entrenó intensamente para participar en el Inoki Bom-Ba-Ye de finales de año. Su oponente en el evento sería Daniel Gracie, y a pesar de que éste resultara ganador por sumisión en la segunda ronda, Nakamura dio una impresionante exhibición y casi logró el empate con el experimentado brasileño. Unos meses después, después de un descanso para volver a la lucha libre en New Japan, Nakamura se resarció de su derrota sometiendo al enorme Jan Nortje, y esto aumentó su estatus en Japón, obteniendo un combate titular por el NWF Heavyweight Championship contra Yoshihiro Takayama. Más aún, Nakamura participó en el G1 Climax de 2003, algo insólito para alguien que llevaba menos de un año en la compañía, y derrotó a Katsuyori Shibata y Tadao Yasuda. En diciembre, después de una breve actuación con Blue Wolf en el G1 Tag League 2003, Nakamura derrotó a Hiroyoshi Tenzan para ganar el IWGP Heavyweight Championship, convirtiéndose en el luchador más joven de la historia en llevar el cinturón. Pocas semanas después volvió a competir en MMA, enfrentándose al kickboxer Alexey Ignashov; aunque Nakamura consiguió una ofensiva exitosa en las primeras rondas, recibió un contundente rodillazo de Ignashov en el rostro en la tercera de elas y el árbitro decretó KO técnico, a pesar de que Nakamura se había puesto inmediatamente de pie después. Shinsuke y su equipo protestaron y se reconoció que había sido una parada prematura, anulándose el resultado del combate. Aun así, el golpe efectivamente le había lesionado el hueso orbital con posible daño en el nervio, y a pesar de las declaraciones de Inoki se especuló que Nakamura no podría competir en su siguiente combate en New Japan, una lucha de unificación por el NWF Heavyweight Championship contra Yoshihiro Takayama. Sin embargo, Nakamura de nuevo impresionó a todos al luchar a pesar de estar lesionado, ganando un brutal combate para coronarse como doble campeón.