Miura et Kihara ont remporté avec panache les toutes premières médailles olympiques de leur pays dans la catégorie des couples lors des Jeux olympiques de Milan Cortina en février, parvenant à décrocher l'or après un programme court désastreux.
Miura, 24 ans, et Kihara, 33 ans, ont également été sacrés champions du monde à deux reprises.
"Riku Miura et Ryuichi Kihara ont décidé de se retirer de la compétition à l'issue de cette saison", a déclaré le duo dans un communiqué publié sur les réseaux sociaux.
"Un immense merci à tous ceux qui nous ont apporté leur soutien depuis le jour où nous avons commencé à patiner ensemble."
Miura et Kihara avaient abordé le programme libre olympique décisif en cinquième position, pénalisés par des erreurs commises lors de leur programme court.
Contre toute attente, ils ont réalisé un retournement de situation spectaculaire et sont montés sur la plus haute marche du podium, signant au passage leurs meilleurs scores personnels.
Cette victoire a été célébrée avec ferveur au Japon, le porte-parole du gouvernement, Minoru Kihara, déclarant qu'elle avait "ému tant de gens".
La légende américaine de la gymnastique, Simone Biles, présente dans l'enceinte sportive pour assister à la compétition, a affirmé être "quasiment certaine que c'était la perfection".
Miura et Kihara, qui avaient fait l'impasse sur les Championnats du monde organisés le mois dernier à Prague, ont annoncé qu'ils se lanceraient dans un "nouveau défi", loin de la compétition sur glace.
"Nous mettons un terme à notre carrière sportive, mais nous avons le sentiment d'avoir tout donné et nous n'avons aucun regret", ont-ils conclu.