Tanaka Hisashige est né à Kurume, dans la province de Chikugo (aujourd’hui préfecture de Fukuoka), en tant qu’aîné d’un artisan en coquille de tortue. Apprenti dès son plus jeune âge, il était doué dans l’art. À l’âge de huit ans, il a inventé un étui à pierre à encre avec un verrou secret, qui nécessitait un cordon à torsader de manière spécifique pour l’ouvrir. À l’âge de 14 ans, il avait inventé un métier à tisser capable de tisser des designs complexes sur le tissu.
À partir de 20 ans, il a commencé à fabriquer des marionnettes karakuri, des poupées autonomes alimentées par des ressorts, des pneumatiques et de l’hydraulique, capables de mouvements relativement complexes, qui étaient très demandées par les aristocrates de Kyoto, les daimyos des domaines féodaux, et par la cour du shogun à Edo. À l’âge de 21 ans, il se produisait dans tout le pays lors de festivals avec des poupées mécaniques qu’il avait construites lui-même. Il a refusé de reprendre l’entreprise familiale, abandonnant sa position à son frère cadet et consacrant toute son attention aux poupées karakuri. On dit souvent que les chefs-d’œuvre de ses karakuri sont Yumi-Hiki Doji (le garçon tireur à l’arc) et Moji-kaki doll (la poupée écrivaine).
Cependant, dans sa mi-trentaine, il a aspiré à inventer des produits plus pratiques. En 1834, il s’est installé à Osaka, où il a expérimenté avec des systèmes pneumatiques, hydrauliques et d’éclairage à base d’huile de colza, y compris une bougie de poche et une lampe à huile avec une pompe à carburant sous pression d’air qui s’est révélée très populaire.
Il s’est ensuite installé à Kyoto, où il a étudié le rangaku (l’apprentissage occidental), et l’astronomie. Il a inventé une pompe à incendie pneumatique, et en 1851, il a construit une horloge pluriannuelle qui est maintenant désignée comme bien culturel important par le gouvernement japonais.
Avec le développement du mouvement Sonno Joi, l’atmosphère à Kyoto est devenue de plus en plus dangereuse vis-à-vis des influences et de la technologie étrangères, et Tanaka a été invité par Sano Tsunetami au domaine de Saga à Kyushu, où il a été accueilli par Nabeshima Naomasa.
Pendant son séjour à Saga, Tanaka Hisashige a conçu et construit le premier locomotive à vapeur et le premier navire de guerre à vapeur fabriqués au Japon. Bien qu’il n’ait aucune expérience préalable dans ce domaine, il avait accès à un livre de référence néerlandais et avait assisté à une démonstration d’un moteur à vapeur par le diplomate russe Yevfimy Putyatin lors de sa visite à Nagasaki en 1853. Plus tard, il a étudié au Centre d’entraînement naval de Nagasaki. À sa fermeture et au retrait de ses conseillers néerlandais, Tanaka est retourné à Saga et a travaillé à Seirenkata, où il a construit des modèles de navires de guerre à vapeur (à la fois avec des vis et avec des roues à aubes), une locomotive à vapeur et a expérimenté la fabrication d’un télégraphe et d’une usine de verre.
Il a participé à la construction d’un four à réverbération à Saga pour la production de canons Armstrong. En 1864, il est retourné dans son domaine natal de Kurume, où il a contribué au développement des armes modernes.
En 1873, six ans après la restauration de Meiji, Tanaka, alors âgé de 74 ans et toujours énergique, a été invité par le ministère de l’Industrie à venir à Tokyo pour fabriquer des télégraphes dans la petite usine du ministère. Il s’est installé dans le quartier de Ginza en 1875. Il a loué le deuxième étage d’un temple dans ce qui est maintenant Roppongi comme atelier qui est devenu sa première entreprise – Tanaka Seisakusho (Tanaka Engineering Works), le premier fabricant d’équipements de télégraphe au Japon.
Après sa mort en 1881, son fils a fondé Tanaka Engineering Works (田中製造所, Tanaka Seizōsho). La société a changé de nom après la mort de Tanaka pour Shibaura Engineering Works (芝浦製造所, Shibaura Seizōsho) en 1904. Après une fusion en 1939 avec Tokyo Denki, elle est devenue Tokyo Shibaura Denki, plus connue aujourd’hui sous le nom de Toshiba.