Tanaka Hisashige nació en Kurume, provincia de Chikugo (actual prefectura de Fukuoka), como hijo mayor de un artesano del caparazón de tortuga. Fue aprendiz desde muy joven y estaba dotado para este arte. A los ocho años, inventó un estuche de piedra de tinta con una cerradura secreta, que requería retorcer una cuerda de una forma específica para abrirla. A los 14, ya había inventado un telar capaz de tejer intrincados diseños en tela.
A los 20, empezó a fabricar marionetas karakuri, muñecos autónomos accionados por resortes, neumática e hidráulica, capaces de movimientos relativamente complejos, que eran muy solicitados por los aristócratas de Kioto, los daimyos de los estados feudales y la corte del shogun de Edo. A los 21 años, actuó en festivales por todo el país con muñecas mecánicas que él mismo había construido. Se negó a hacerse cargo del negocio familiar, cediendo su puesto a su hermano menor y dedicando toda su atención a las muñecas karakuri. Se suele decir que sus obras maestras del karakuri son Yumi-Hiki Doji (el niño arquero) y la muñeca Moji-kaki (la muñeca escritora).
Sin embargo, a mediados de la treintena, aspiró a inventar productos más prácticos. En 1834 se trasladó a Osaka, donde experimentó con sistemas neumáticos, hidráulicos y de iluminación basados en el aceite de colza, incluyendo una vela de bolsillo y una lámpara de aceite con una bomba de combustible a presión de aire que resultó muy popular.
Posteriormente se trasladó a Kioto, donde estudió rangaku (aprendizaje occidental) y astronomía. Inventó una bomba neumática de incendios y, en 1851, construyó un reloj de varios años que el gobierno japonés considera hoy un importante bien cultural.
Con el desarrollo del movimiento Sonno Joi, el ambiente en Kioto se volvió cada vez más peligroso hacia las influencias y la tecnología extranjeras, y Tanaka fue invitado por Sano Tsunetami a la finca de Saga, en Kyushu, donde fue hospedado por Nabeshima Naomasa.
Durante su estancia en Saga, Tanaka Hisashige diseñó y construyó la primera locomotora de vapor y el primer buque de guerra de vapor fabricados en Japón. Aunque no tenía experiencia previa en este campo, tenía acceso a un libro de referencia holandés y había presenciado una demostración de una máquina de vapor realizada por el diplomático ruso Yevfimy Putyatin durante su visita a Nagasaki en 1853. Más tarde estudió en el Centro de Formación Naval de Nagasaki. Tras su cierre y la retirada de sus asesores holandeses, Tanaka regresó a Saga y trabajó en Seirenkata, donde construyó modelos de buques de guerra de vapor (tanto de tornillo como de paletas), una locomotora de vapor y experimentó con la fabricación de un telégrafo y una fábrica de vidrio.
Ayudó a construir un horno de reverbero en Saga para la producción de cañones Armstrong. En 1864 regresó a su finca natal de Kurume, donde ayudó a desarrollar armas modernas.
En 1873, seis años después de la Restauración Meiji, Tanaka, que entonces tenía 74 años y seguía lleno de energía, fue invitado por el Ministerio de Industria a venir a Tokio para fabricar telégrafos en la pequeña fábrica del Ministerio. Se trasladó al distrito de Ginza en 1875. Alquiló el segundo piso de un templo en lo que hoy es Roppongi como taller que se convirtió en su primera empresa: Tanaka Seisakusho (Tanaka Engineering Works), el primer fabricante de equipos telegráficos de Japón.
Tras su muerte en 1881, su hijo fundó Tanaka Engineering Works (田中製造所, Tanaka Seizōsho). La empresa cambió su nombre tras la muerte de Tanaka por el de Shibaura Engineering Works (芝浦製造所, Shibaura Seizōsho) en 1904. Tras una fusión en 1939 con Tokyo Denki, se convirtió en Tokyo Shibaura Denki, más conocida hoy como Toshiba.
