A kiotói egyetemen végzett 1929-ben. Először Oszakában, majd Kiotóban tanított.1939 és 1950 között Kiotóban az elméleti fizika professzora volt. 1935-ben publikálta mezonelméletét, ami a protonok és neutronok közötti kölcsönhatást magyarázta, és óriási hatással volt az elemi részecskék fizikájára. 1949-ben a Columbia Egyetem professzora lett. 1949-ben elnyerte a fizikai Nobel-díjat a mezonok elméleti úton történt megjövendöléséért. 1953-ban az Elméleti Fizika Jukava Intézete első vezetője lett. Tudományos munkásságának elismeréséül több tudományos akadémia tiszteletbeli tagja volt. 1955-ben csatlakozott tíz másik tudóshoz és értelmiségihez aláírva a Russell-Einstein manifesztumot, ami a nukleáris leszerelésre hívott fel.