Se graduó en la Universidad de Tokio en 1947. Comenzó su carrera en Sony, donde en 1957 descubrió el efecto túnel en semiconductores, creando el diodo Esaki. En 1960 se mudó a EE. UU., trabajó en IBM y luego en la Universidad de Tokio. Premio Nobel de Física en 1973 (compartido con Josephson y Giaever).