1996年8月31日生まれ。京都府京都市北区出身。右投げ右打ち。身長182cm、体重83kg。チームメイトの前や球団公式Twitterで同僚選手（時には他球団の選手）のモノマネを披露することがある。
スリークォーターから140km/h台中盤のストレートとカットボールを中心に投げ込む。その他の変化球は120km/h台のカウントの取れるスライダー、タイミングをずらすカーブ、落ちる球としてチェンジアップ、SFFを投じ、2022年シーズンからはシュートも取り入れている。打撃では坂本勇人や山田哲人を真似した打撃フォームを取り入れており、ヒットを打つときは坂本のフォームを真似しているときが多い。
金閣小学校1年時から軟式チームである金閣リトルタイガースで野球を始める。
衣笠中時代は京都レッドベアーボーイズに所属していた。
高校は京都学園高等学校へ進学。2年春からエースナンバーを背負い。2年夏の京都府大会では初戦の木津戦に先発して1失点完投を記録するも、味方が点を取れず、0-1で一回戦負けに終わった。また、3年夏の京都府大会は2回戦で福知山成美に敗北し、同校では甲子園出場は果たせなかった。
高校卒業後は東洋大学に進学。2年冬には右手中指の血行障害で手術したこともあり、大学3年のリーグ戦までは勝ち星は無し。ただ、4年時の5月31日の駒澤大学戦でリーグ新記録となる1試合20奪三振を達成。亜細亜大学との優勝決定戦では中村稔弥と3連投の投げ合いを演じ、2勝1敗で勝ち越し、3連覇に貢献した。このシーズンは6勝2敗で最多勝を獲得し、70イニングを投げて87個の三振を奪い、防御率2.29でMVPと最優秀投手も受賞した。同期に甲斐野央・梅津晃大・中川圭太・藤井聖・末包昇大がいた。
2018年度のNPBドラフト会議で共に1位抽選を外した横浜DeNAベイスターズと東京ヤクルトスワローズから1位指名を受け、抽選の結果DeNAが上茶谷の交渉権を獲得。担当スカウトは武居邦生。その後は契約金1億円プラス出来高5,000万円、年俸1,500万円で契約を結んだ。背番号は27。
プロ入り1年目となる2019年は新人ながら開幕ローテーション入り。4月2日の開幕4戦目で先発し、7回1失点と好投したものの勝敗はつかなかった。その後は5度先発するも0勝3敗と黒星が先行。それでも5月18日の対東京ヤクルトスワローズ8回戦（明治神宮野球場）で5回2/3を3失点、3奪三振にまとめてプロ初勝利を記録した。また、6月1日の東京ヤクルトスワローズ戦（横浜スタジアム）でプロ初完投・初完封を記録。最終的に24先発含む25試合に登板し、134.0回を投げて102奪三振、WHIP1.40で7勝6敗、防御率3.96を記録した。オフには2,800万円増となる推定年俸4,300万円で契約を更改した。
新型コロナウイルスの影響で開幕が遅れ、短縮シーズンとなった2020年は開幕直前に右肘の炎症によって戦線離脱。シーズン開幕後は7月24日に一軍復帰し、9月24日の阪神タイガース戦（甲子園）ではプロ最多の144球を投げて完封勝利と2桁奪三振を達成。ただ、9月30日のヤクルト戦で2敗目を喫して二軍に降格した。この年はシーズン通算では11先発で59.0回を投げて50奪三振、2勝3敗、防御率4.12、WHIP1.31を記録した。オフに現状維持となる推定年俸4,300万円で契約を更改している。
2021年は開幕ローテーションに入るも4月24日の阪神戦（甲子園）で初回に6失点を喫してそのまま降板。翌日に二軍に降格した。その後はしばらく二軍で調整を続けていたが、10月8日の中日ドラゴンズ戦（横浜）で380日ぶりの白星をマークしている。この年はシーズン通算では7先発含む8試合に登板し、34.0回を投げてWHIP1.59、1勝3敗、防御率7.1だった。オフには1,000万円減となる推定年俸3,300万円で契約を更改した。
2022年はオープン戦から先発登板で失点を繰り返し、開幕からリリーフに回っていた。ただ、開幕戦で先発した東克樹が一時離脱した影響で代役として4月1日のヤクルト戦（神宮球場）でシーズン初先発。7回を80球で1失点に抑える好投で勝利投手となった。また、4月16日のヤクルト戦（横浜スタジアム）では91球で完封勝利し、マダックス（100球未満で完封の意味）を達成している。
過去と未来のNPB選手名鑑 