Mini-flyweightEdit
Tanaka blev proffs vid 18 års ålder 2013. I November 2014 besegrade Tanaka tidigare obesegrad Ryuji hara via teknisk knockout i tionde omgången (TKO) för att vinna OPBF mini-flyweight-titeln. I sin nästa kamp beslutade Tanaka Julian Yedras (117-111, 117-111, 115-113) för att vinna WBO mini-flyweight-titeln. Tanaka har det japanska rekordet för att vinna en världstitel i minst antal slagsmål (fem) och överträffar det tidigare rekordet som Naoya Inoue hade av sex slagsmål. Tanakas enda titelförsvar på mini-flyweight kom mot Vic Saludar, som han slog ut i omgång sex efter en vänster krok mot kroppen. Saludar slog ner Tanaka i omgång sex och var framåt på alla styrkort före stoppet.
Junior-flyweightEdit
i December 2016 utmanade Tanaka den tidigare Mini-flyweight-titelinnehavaren mois Brasilis Fuentes för WBO junior-flyweight-titeln. Tanaka dominerade Fuentes och släppte honom i omgång fem innan domaren Raul Caiz Jr stoppade kampen och gav Tanaka en TKO-seger. Med segern blev Tanaka en tvåviktig världsmästare i bara åtta slagsmål. Tanakas första försvar kom mot prospect Kazakngel Acosta. Den förra vann ett brett enhälligt beslut (UD) (117-110, 117-110, 116-111) och tappade Acosta en gång. Acosta hade vunnit alla 16 av sina tidigare slagsmål genom knockout.
Tanakas andra försvar ägde rum i September 2017 mot den lilla kända fighteren Palangpol CP Freshmart. Tanaka var en stor favorit som gick in i kampen, men Palangpol skulle visa sig vara Tanakas tuffaste utmanare hittills, släppa den försvarande mästaren en gång i första omgången och handla fram och tillbaka kombinationer för resten av matchen. Efter en spännande kamp skulle Tanaka äntligen få överhanden i omgång nio, när han slog ner Palangpol och fortsatte att landa stora kombinationer när utmanaren kämpade för att ansluta. Så småningom gick domaren in och stoppade kampen klockan 1:52 i omgång nio.
Tanaka hade tidigare sökt en enande kamp mot WBA-titelinnehavaren Ryoichi Taguchi i December, men skador under kampen mot Palangpol skulle hindra honom från att slåss på det datumet.
FlyweightEdit
i December 2017 lämnade Tanaka sin junior-flyweight-titel för att flytta till flyweight division. I September 2018 besegrade Tanaka Sho Kimura för att fånga WBO-flygviktstiteln, vilket motsvarar Vasyl Lomachenkos rekord för att bli världsmästare i tre vikt på bara 12 slagsmål.
i mars 2019 kämpade Tanaka mot tidigare WBA, IBF, lineal och Ring junior flyweight champion och inhemsk rival Ryoichi Taguchi för det första försvaret av sin WBO flyweight-titel i en ensidig kamp som beskrivs som ”actionpackad” av åskådare. Efter kampen uttryckte Tanaka ånger att han inte levererade en knockout.
i augusti 2019 kämpade Tanaka mot Jonathon Gonzalez efter att ha förlorat på alla tre domarnas styrkort fram till sjunde omgången, levererade Tanaka en brutal knock out för att göra ett andra framgångsrikt försvar av sin WBO-flygviktstitel.
på nyårsafton 2019 kämpade Tanaka Wulan Tuolehazi, Tanaka levererade en brutal tredje omgång knockout efter en ensidig kamp för att försvara sin WBO-flygviktstitel för tredje gången. Strax efter matchen lämnade han sin WBO-flygviktstitel och meddelade att han tänkte slåss mot Kazuto Ioka för sin WBO-superflygviktstitel.
Super-flyweightEdit
Kosei Tanaka är planerad att slåss mot WBO super flyweight champion Kazuto Ioka på nyårsafton 2020 i ett försök att vinna en stor titel i fyra divisioner i minst antal slagsmål. Han kommer också att bli den andra japanska mästaren som vinner en stor titel i fyra divisioner om han vinner, den första är hans motståndare, Kazuto Ioka.
