Estudià a la Universitat de Kyoto, on es graduà en ciències l’any 1954, i obtingué un màster l’any 1956. L’any 1957, a instàncies d'Oscar Zariski, anà a Harvard, on es doctorà el 1960. Posteriorment fou successivament professor a les universitats de Brandeis i Columbia fins el 1968, que es reincorporà a la Universitat de Harvard. El 1975 retornà al Japó i fou nomenat professor a l’Institut per a la recerca matemàtica de la Universitat de Kyoto, que dirigí entre el 1983 i el 1985, i on es jubilà (1991). En el període 1996-2002 fou president de la Universitat de Yamaguchi, i posteriorment director d’una universitat privada. És casat amb Wakako Hironaka, una destacada política socialdemòcrata. Ha destacat per les seves aportacions en el camp de la geometria algèbrica. L’any 1964 demostrà que les singularitas de varietats algèbriques admeten solucions de zero característic. Per aquesta contribució rebé el 1970 la Medalla Fields.