Родился в Киото, окончил Токийский университет в 1942 году, после чего работал в Киотском университете под руководством Хидэки Юкавы. Основные труды в области теоретической астрофизики и космологии. Наиболее известные работы посвящены расчетам трека Хаяси в диаграмме Герцшпрунга-Рассела и пределу Хаяси при вычислении радиуса звёзд. Также исследовал ранние стадии формирования звёзд — коричневых карликов.
Награждён медалью Эддингтона (1970), премией Киото (1995), медалью Кэтрин Брюс (2004).
В 1984 году вышел на пенсию. Умер 28 февраля 2010 года от воспаления лёгких.