Frequenta la scuola medica di Kumamoto e l'Università Imperiale, ma abbandona presto la sua patria: il prestigio nel settore medico, infatti, lo ottiene lavorando a Berlino, dal 1885 al 1891, nel laboratorio del famoso Robert Koch. Nel 1889 insieme ad Emil Adolf von Behring è il primo ad isolare il bacillo del tetano, mentre nel 1890 sviluppa una antitossina per la difterite e l'antrace. Raggiunta la notorietà, torna in patria e fonda laboratori ed istituti di ricerche. Viene nominato presidente dell'Ufficio Sanitario Centrale.