Kitasato és el primer metge japonès amb una formació occidental (Fig.1). Va ser enviat pel govern japonès a formar-se com a bacteriòleg de Robert Koch a Berlín l’any 1891. Allà el fan col·laborar amb Gaffky i Löffler, dos homes de confiança de Koch (Fig.2). Treballa en tètanus i pot ser el primer que reprodueix el tètanus en un animal.

Després treballa amb Behring, amb qui obté una solució d’antitoxina tetànica, que és eficaç en terapèutica.
Behring és premiat amb el premi Nobel de 1901 per aquest estudi d’antitoxina tetànica, però Kitasato, que va col·laborar amb ell, no és premiat.

Torna al Japó on crea un Institut d’Estudis de Malalties Infeccioses, que es vincula a la Universitat de Tòquio i a universitats europees.
El 1894, és enviat a l’illa de Hong Kong on hi ha una epidèmia de pesta bubònica, per investigar la naturalesa de l’agent etiològic d’aquesta malaltia. Al mateix temps, un bacteriòleg de l’equip de Pasteur també ha arribat a Hong Kong amb el mateix objectiu.
Els dos independentment aïllen un germen, d’idèntiques característiques. Kitasato el denomina Pasteurella pestis i el descobert per Yersin es denominarà Yersinia pestis.
Durant la seva estada a Hong Kong, investiga sobre lepra i sobre tuberculosi, fins que és reclamat pel govern japonès. Torna al seu país i aïlla un agent causal de la disenteria al que denomina Shigella, perquè la caracterització es fa en el laboratori del seu deixeble Shiga (Fig.3).

Mor el 1931 d’una hemorràgia cerebral.