mini-flyweightEdit
Tanaka a devenit profesionist la vârsta de 18 ani în 2013. În noiembrie 2014, Tanaka l-a învins pe Ryuji Hara neînvins anterior prin knockout tehnic în runda a zecea (TKO) pentru a câștiga titlul opbf mini-flyweight. În următoarea sa luptă, Tanaka a decis Julian Yedras (117-111, 117-111, 115-113) pentru a câștiga titlul WBO mini-flyweight. Tanaka deține recordul japonez pentru câștigarea unui titlu mondial în cele mai puține lupte (cinci), depășind recordul anterior deținut de Naoya Inoue de șase lupte. Singura apărare a titlului lui Tanaka la mini-flyweight a venit împotriva lui Vic Saludar, pe care l-a eliminat în runda a șasea după un cârlig stâng la corp. Saludar l-a doborât pe Tanaka în runda a șasea și a fost înainte pe toate scorecard-urile înainte de oprire.
Junior-flyweightEdit
în decembrie 2016, Tanaka l-a provocat pe fostul deținător al titlului Mini-flyweight mois Fuentes pentru titlul WBO junior-flyweight. Tanaka l-a dominat pe Fuentes, lăsându-l în runda a cincea înainte ca arbitrul Raul Caiz Jr să oprească lupta, oferindu-i lui Tanaka o victorie TKO. Odată cu victoria, Tanaka a devenit campion mondial cu două greutăți în doar opt lupte. Prima apărare a lui Tanaka a venit împotriva prospect Xvngel Acosta. Primul a câștigat o decizie unanimă largă (UD) (117-110, 117-110, 116-111) și a renunțat la Acosta o dată. Acosta câștigase toate cele 16 lupte anterioare prin knockout.
a doua apărare a lui Tanaka a avut loc în septembrie 2017 împotriva luptătorului puțin cunoscut Palangpol CP Freshmart. Tanaka a fost un favorit uriaș care a intrat în luptă, dar Palangpol s-ar dovedi a fi cel mai dur provocator al lui Tanaka până acum, renunțând la campionul în apărare o dată în prima rundă și tranzacționând combinații înainte și înapoi pentru restul luptei. După o luptă palpitantă, Tanaka va câștiga în cele din urmă mâna superioară în runda nouă, în timp ce l-a doborât pe Palangpol și a continuat să aterizeze combinații mari în timp ce provocatorul se lupta să se conecteze. În cele din urmă, arbitrul a intervenit și a oprit lupta la 1:52 în runda nouă.
Tanaka a căutat anterior un meci de unificare împotriva titularului WBA Ryoichi Taguchi în decembrie, dar rănile din timpul luptei împotriva Palangpol l-ar împiedica să lupte la acea dată.
FlyweightEdit
în decembrie 2017, Tanaka și-a eliberat titlul junior-flyweight pentru a trece la divizia flyweight. În septembrie 2018, Tanaka l-a învins pe Sho Kimura pentru a captura titlul WBO flyweight, egalând recordul lui Vasyl Lomachenko de a deveni campion mondial cu trei greutăți în doar 12 lupte.
în martie 2019, Tanaka s-a luptat cu fostul campion WBA, IBF, lineal și Ring Junior flyweight și rival intern Ryoichi Taguchi pentru prima apărare a titlului său WBO flyweight într-o luptă unilaterală descrisă ca „acțiune ambalată” de spectatori. După luptă, Tanaka și-a exprimat regretul că nu a dat un knockout.
în August 2019, Tanaka s-a luptat Jonathon Gonzalez după ce a pierdut pe toate scorecard-urile celor trei judecători care au dus la runda a șaptea, Tanaka a dat o lovitură brutală pentru a face o a doua apărare reușită a titlului său WBO flyweight.
în ajunul Anului Nou în 2019, Tanaka s-a luptat cu Wulan Tuolehazi, Tanaka a livrat un knockout brutal în runda a treia după o luptă unilaterală pentru a-și apăra titlul WBO flyweight pentru a treia oară. La scurt timp după luptă, și-a eliberat titlul WBO flyweight, anunțând că intenționează să lupte Kazuto Ioka pentru titlul său WBO super flyweight.
super-flyweightEdit
Kosei Tanaka este programat să lupte cu campionul WBO super flyweight Kazuto Ioka în ajunul Anului Nou 2020, în încercarea de a câștiga un titlu major în patru divizii în cele mai puține lupte. El va deveni, de asemenea, al doilea campion japonez care va câștiga un titlu major în patru divizii dacă va câștiga, primul fiind adversarul său, Kazuto ioka.