Format a l’escola alemanya de Koch i col·laborador de Behring, intervingué en l’obtenció dels primers sèrums antitetànic i antidiftèric. Descobrí, al mateix temps que Yersin, el bacil de la pesta. Al Japó fou creat, en honor seu, l’institut Kitasato, dedicat a l’estudi de les malalties infeccioses.