Mini-flyweightEdit
Tanaka werd pro op 18-jarige leeftijd in 2013. In November 2014 versloeg Tanaka de ongeslagen Ryuji Hara via de tiende ronde technical knockout (TKO) om de OPBF mini-flyweight titel te winnen. In zijn volgende gevecht besliste Tanaka Julian Yedras (117-111, 117-111, 115-113) om de WBO mini-vlieggewicht titel te winnen. Tanaka heeft het Japanse record voor het winnen van een wereldtitel in de minste gevechten (vijf), overtreft het vorige record van Naoya Inoue van zes gevechten. Tanaka ‘ s enige titel verdediging op mini-flyweight kwam tegen Vic Saludar, die hij knock-out in ronde zes na een linkse hoek aan het lichaam. Saludar sloeg Tanaka neer in ronde zes, en stond voor op alle scorecards voorafgaand aan de onderbreking.
Junior-flyweightEdit
in December 2016 daagde Tanaka Moisés Fuentes uit voor de WBO junior-flyweight titel. Tanaka domineerde Fuentes en liet hem vallen in de vijfde ronde voordat scheidsrechter Raul Caiz Jr het gevecht stopte, waardoor Tanaka een TKO overwinning kreeg. Met de overwinning werd Tanaka tweegewicht wereldkampioen in slechts acht gevechten. Tanaka ‘ s eerste verdediging kwam tegen prospect Ángel Acosta. De eerste won een brede unanieme beslissing (UD) (117-110, 117-110, 116-111) en liet Acosta een keer vallen. Acosta won alle 16 van zijn vorige gevechten door knock-out.Tanaka ‘ s tweede verdediging vond plaats in September 2017 tegen de onbekende jager Palangpol CP Freshmart. Tanaka was een grote favoriet in het gevecht, maar Palangpol zou blijken te zijn Tanaka ‘ s zwaarste uitdager tot nu toe, het laten vallen van de titelverdediger eenmaal in de eerste ronde en de handel heen-en-weer combinaties voor de rest van de wedstrijd. Na een spannend gevecht, Tanaka zou eindelijk de overhand in ronde negen, als hij neergeslagen Palangpol en bleef grote combinaties landen als de uitdager worstelde om verbinding te maken. Uiteindelijk stapte de scheidsrechter in en stopte het gevecht om 1:52 in ronde negen.Tanaka had in December al geprobeerd om de WBA-titelhouder Ryoichi Taguchi te verenigen, maar verwondingen tijdens de strijd tegen Palangpol zouden hem ervan weerhouden om op die datum te vechten.In December 2017 verliet Tanaka zijn junior-flyweight-titel om naar de flyweight division te verhuizen. In September 2018 versloeg Tanaka Sho Kimura om de WBO-vlieggewicht-titel te veroveren, waarmee Vasyl Lomachenko ‘ s record van driegewicht wereldkampioen werd in slechts 12 gevechten.In Maart 2019 vocht Tanaka tegen voormalig WBA, IBF, lineal en de Ring junior vlieggewicht kampioen en binnenlandse rivaal Ryoichi Taguchi voor de eerste verdediging van zijn WBO vlieggewicht titel in een eenzijdige wedstrijd beschreven als “actie verpakt” door toeschouwers. Na het gevecht uitte Tanaka zijn spijt dat hij geen knock-out leverde.In augustus 2019 vocht Tanaka tegen Jonathon Gonzalez nadat hij alle drie de scorecards had verloren in de aanloop naar de zevende ronde.Op oudejaarsavond in 2019 vocht Tanaka tegen Wulan Tuolehazi, Tanaka leverde een brutale knock-out in de derde ronde na een eenzijdig gevecht om zijn WBO-vlieggewicht-titel voor de derde keer te verdedigen. Kort na de wedstrijd, hij ontruimde zijn WBO flyweight titel, de aankondiging dat hij van plan om te vechten tegen Kazuto Ioka voor zijn WBO super flyweight titel.Kosei Tanaka zal op oudejaarsavond 2020 tegen WBO supervlieggewicht kampioen Kazuto Ioka vechten in een poging om een grote titel te winnen in vier divisies in de minste gevechten. Hij zal ook de tweede Japanse kampioen die een grote titel te winnen in vier divisies als hij wint, de eerste is zijn tegenstander, Kazuto Ioka.
