Tanaka Hisashige nacque a Kurume, nella provincia di Chikugo (oggi prefettura di Fukuoka), come figlio maggiore di un artigiano di gusci di tartaruga. Fu apprendista in tenera età e fu dotato di un grande talento artistico. All’età di otto anni, inventò un astuccio in pietra da inchiostro con una serratura segreta, che richiedeva di attorcigliare una corda in un modo specifico per aprirlo. A 14 anni inventò un telaio in grado di tessere disegni intricati su tessuto.
A partire dall’età di 20 anni, iniziò a costruire marionette karakuri, bambole autonome azionate da molle, pneumatica e idraulica, capaci di movimenti relativamente complessi, che erano molto richieste dagli aristocratici di Kyoto, dai daimyo dei feudi e dalla corte dello shogun di Edo. All’età di 21 anni, si esibì nei festival di tutto il Paese con bambole meccaniche costruite da lui stesso. Rifiutò di rilevare l’attività di famiglia, cedendo il posto al fratello minore e dedicando tutta la sua attenzione alle bambole karakuri. I suoi capolavori di karakuri sono spesso indicati come Yumi-Hiki Doji (il ragazzo che tira con l’arco) e Moji-kaki (la bambola scrittrice).
Tuttavia, a metà dei suoi trent’anni, aspirò a inventare prodotti più pratici. Nel 1834 si trasferisce a Osaka, dove sperimenta sistemi pneumatici, idraulici e di illuminazione basati sull’olio di colza, tra cui una candela tascabile e una lampada a olio con pompa di alimentazione ad aria compressa che riscuotono grande successo.
Si trasferì poi a Kyoto, dove studiò rangaku (apprendimento occidentale) e astronomia. Inventò una pompa pneumatica per il fuoco e nel 1851 costruì un orologio pluriennale che oggi è stato dichiarato dal governo giapponese un importante bene culturale.
Con lo sviluppo del movimento Sonno Joi, l’atmosfera a Kyoto divenne sempre più pericolosa nei confronti delle influenze straniere e della tecnologia, e Tanaka fu invitato da Sano Tsunetami nella tenuta di Saga, nel Kyushu, dove fu ospitato da Nabeshima Naomasa.
A Saga, Tanaka Hisashige progettò e costruì la prima locomotiva a vapore e la prima nave da guerra a vapore del Giappone. Sebbene non avesse alcuna esperienza precedente in questo campo, aveva accesso a un libro di riferimento olandese e aveva assistito a una dimostrazione di un motore a vapore da parte del diplomatico russo Yevfimy Putyatin durante la sua visita a Nagasaki nel 1853. In seguito studiò presso il Centro di addestramento navale di Nagasaki. Dopo la sua chiusura e il ritiro dei suoi consiglieri olandesi, Tanaka tornò a Saga e lavorò a Seirenkata, dove costruì modelli di navi da guerra a vapore (sia a vite che a pale), una locomotiva a vapore e sperimentò la fabbricazione di un telegrafo e di una fabbrica di vetro.
Contribuì alla costruzione di un forno a riverbero a Saga per la produzione di cannoni Armstrong. Nel 1864 tornò alla tenuta nativa di Kurume, dove contribuì allo sviluppo di armi moderne.
Nel 1873, sei anni dopo la Restaurazione Meiji, Tanaka, all’epoca 74enne e ancora energico, fu invitato dal Ministero dell’Industria a recarsi a Tokyo per produrre telegrafi nella piccola fabbrica del Ministero. Nel 1875 si trasferì nel quartiere di Ginza. Affittò il secondo piano di un tempio nell’attuale Roppongi come officina che divenne la sua prima azienda, la Tanaka Seisakusho (Tanaka Engineering Works), il primo produttore di apparecchiature telegrafiche in Giappone.
Dopo la sua morte, nel 1881, il figlio fondò la Tanaka Engineering Works (田中製造所, Tanaka Seizōsho). Dopo la morte di Tanaka, la società cambiò nome in Shibaura Engineering Works (芝浦製造所, Shibaura Seizōsho) nel 1904. Dopo una fusione nel 1939 con Tokyo Denki, divenne Tokyo Shibaura Denki, meglio conosciuta oggi come Toshiba.