Deixeble de K.Meakawa, n'aprengué els postulats de Le Corbusier, que conformen la seva obra. Participà activament en la darrera etapa dels CIAM i s’incorporà al grup Metabolisme, d’una gran repercussió per l’adscripció de l’arquitectura japonesa al moviment internacional. A les primeres obres —com el Pavelló de la Indústria i el Comerç de l’exposició de Kobe (1950)— encara mostrava una rigidesa excessiva, que superà a l’ajuntament de Tòquio (1953-57). El Centre de la Pau de Hiroshima (1949-56), l’ajuntament de Kagawa (1954-58) i el Centre de Premsa i Ràdio de Yamanashi (1967) són algunes de les seves obres més importants. Hom li deu dos grans projectes: el pla per a Boston i el pla per a Tòquio, d’un gran ressò internacional. En ells, Tange tractà d’harmonitzar el gegantisme i la velocitat de les condicions de vida actuals amb les necessitats humanes de repòs, aïllament i versatilitat, condicions fonamentades sobre la base de la comunicació. També projectà les instal·lacions dels Jocs Olímpics de Tòquio (1960-64) i rebé encàrrecs oficials de països àrabs i dels EUA, que sovint realitzà en col·laboració amb altres arquitectes. A partir dels anys vuitanta localitzà cada cop més la seva activitat al Sud-Est asiàtic. Destacaren els seus projectes a Singapur: OUB Centre de Singapur (1980-86), City Telecommunications Centre (1980-86), l’OUB Plaza (1983-95) i un estadi cobert (1985-90). A Europa realitzà el Centre Administratiu de Nàpols, iniciat el 1980, el Centre del Districte de Fiera a Bolonya (1975) i la plaça d’Itàlia a París (1984-91). Al Japó destaquen, entre altres, el complex de l’ajuntament de Tòquio (1986-91), format per dos enormes edificis de 425 000 m2 de superfície útil als quals afegí la torre Shinju-ku Park (1986-94), de 265 000 m2, i la sala de recepció Nikko Toshogu (1991-95). Obtingué el premi Pritzker l’any 1987.