Mini-flyweightEdit
Tanaka se convirtió en profesional a la edad de 18 años en 2013. En noviembre de 2014, Tanaka derrotó al invicto Ryuji Hara por nocaut técnico en el décimo asalto (nocaut técnico) para ganar el título de peso mini mosca de la OPBF. En su siguiente pelea, Tanaka tomó la decisión de Julian Yedras (117-111, 117-111, 115-113) para ganar el título de peso mini mosca de la OMB. Tanaka tiene el récord japonés de ganar un título mundial en el menor número de peleas (cinco), superando el récord anterior de Naoya Inoue de seis peleas. La única defensa del título de Tanaka en peso mini mosca fue contra Vic Saludar, a quien noqueó en el sexto asalto después de un gancho de izquierda en el cuerpo. Saludar derribó a Tanaka en la sexta ronda, y estaba por delante en todas las tarjetas de puntuación antes de la parada.
Peso mosca junior Edit
En diciembre de 2016, Tanaka desafió al ex titular del título de peso mosca mini Moisés Fuentes por el título de peso mosca junior de la OMB. Tanaka dominó a Fuentes, dejándolo caer en la quinta ronda antes de que el árbitro Raúl Caiz Jr detuviera la pelea, dándole a Tanaka una victoria por nocaut técnico. Con la victoria, Tanaka se convirtió en un campeón mundial de dos pesos en solo ocho peleas. La primera defensa de Tanaka fue contra el prospecto Ángel Acosta. El primero ganó una amplia decisión unánime (UD) (117-110, 117-110, 116-111) y cayó Acosta una vez. Acosta había ganado las 16 peleas anteriores por nocaut.
La segunda defensa de Tanaka tuvo lugar en septiembre de 2017 contra el luchador poco conocido Palangpol CP Freshmart. Tanaka era un gran favorito al entrar en la pelea, pero Palangpol demostraría ser el retador más duro de Tanaka hasta el momento, dejando caer al campeón defensor una vez en la primera ronda e intercambiando combinaciones de ida y vuelta por el resto de la pelea. Después de una emocionante pelea, Tanaka finalmente ganaría la ventaja en la novena ronda, ya que derribó a Palangpol y continuó obteniendo grandes combinaciones mientras el retador luchaba por conectar. Finalmente, el árbitro intervino y detuvo la pelea a 1:52 en la ronda nueve.
Tanaka había buscado previamente una pelea de unificación contra el campeón de la AMB Ryoichi Taguchi en diciembre, pero las lesiones durante la pelea contra Palangpol le impedirían pelear en esa fecha.
FlyweightEdit
En diciembre de 2017, Tanaka dejó vacante su título de peso mosca junior para pasar a la división de peso mosca. En septiembre de 2018, Tanaka derrotó a Sho Kimura para capturar el título de peso mosca de la OMB, igualando el récord de Vasyl Lomachenko de convertirse en un campeón mundial de tres pesos en solo 12 peleas.
En marzo de 2019, Tanaka luchó contra el ex campeón de peso mosca junior de la AMB, la IBF, lineal y el Ring y rival nacional Ryoichi Taguchi por la primera defensa de su título de peso mosca de la OMB en un combate unilateral descrito como «lleno de acción» por los espectadores. Después de la pelea, Tanaka expresó su pesar por no entregar un nocaut.
En agosto de 2019, Tanaka luchó contra Jonathon González después de perder en los tres cuadros de mando de los jueces antes del séptimo asalto, Tanaka entregó un brutal nocaut para hacer una segunda defensa exitosa de su título de peso mosca de la OMB.
En la víspera de Año Nuevo en 2019, Tanaka luchó contra Wulan Tuolehazi, Tanaka entregó un brutal nocaut en el tercer asalto después de una pelea unilateral para defender su título de peso mosca de la OMB por tercera vez. Poco después de la pelea, dejó vacante su título de peso mosca de la OMB, anunciando que tenía la intención de luchar contra Kazuto Ioka por su título de peso mosca súper de la OMB.
Super-flyweightEdit
Kosei Tanaka está programado para luchar contra el campeón de peso súper mosca de la OMB Kazuto Ioka en la víspera de Año Nuevo de 2020 en un intento de ganar un título importante en cuatro divisiones en el menor número de peleas. También se convertirá en el segundo campeón japonés en ganar un título importante en cuatro divisiones si sale victorioso, siendo el primero su oponente, Kazuto Ioka.
