В 1885 приехал в Берлин, где сначала работал в Гигиеническом институте под руководством Роберта Коха. В 1891 стал ассистентом Института для изучения инфекционных болезней и совместно с Эмилем Берингом первым выделил бациллу столбняка, а также участвовал в разработке средств против дифтерии и сибирской язвы. В 1892 получил в Германии звание профессора и вернулся на родину, в Токио, где встал во главе вновь открытого при Университете Бактериологического института; с 1896 был директором Госпиталя для заразных болезней, а также заведовал санитарной лабораторий и Пастеровской станцией для лечения собачьего бешенства. В 1894 г. во время эпидемии чумы в Гонконге выделил возбудителя этой болезни (одновременно с Александром Йерсеном, в честь которого эта бактерия позже получила название).
В 1911 году принимал участие в ликвидации эпидемии легочной чумы в Маньчжурии, был делегатом от Японии на открывшейся в апреле 1911 года в Мукдене международной конференции врачей-эпидемиологов по борьбе с чумой.
В 1913 году за заслуги в бактериологических исследованиях и вклад в борьбу с эпидемиями получил титул барона.