Kai Syväsalmi fut formé dans le club de TuTo Turku. Il joue dans toutes les catégories du club avant de se voir offrir la possibilité de disputer son premier match avec l'équipe élite en Mestis lors de la saison 2001-2002. Il resta dans son club formateur jusqu'à la saison 2007-2008, saison ou il décroche un titre de champion de Mestis tout en étant le défenseur du championnat ayant marqué le plus grand nombre de buts avec 18 réalisations. Il réalisa la même année son meilleur total de point en une saison avec 42 points en 43 matchs de saison régulière. Ses performances lui permettent d'être recruté par le Hämeenlinnan Pallokerho, club de SM-liiga. Il fut finaliste du championnat lors de la saison 2009-2010. La saison suivante, il signe un contrat avec le Kalevan Pallo. Il est prêté pour 1 match en Mestis à SaPKo et pour 11 rencontres à Tappara. En 2011-2012, il joue pour KooKoo Kouvola avant de revenir dans son club formateur de TuTo Turku.
Le , le Gap Hockey Club, pensionnaire de la Ligue Magnus annonce sur son site internet la signature pour une saison de Kai Syväsalmi[1]. Il y retrouve comme coéquipier Jouni Virpiö avec qui il joua lors de son passage au KooKoo Kouvola.