Когда Кей учился в третьем классе средней школы, его родители посоветовали ему принять участие в конкурсе "Юные кинозвёзды 21 века". Участие в этом проекте принесло Танаке успех, он победил, и с этого момента началась его звёздная карьера.
В 2006 году принимает участие в съёмках популярной передачи на телеканале Fuji TV. Это мероприятие привлекло к персоне Танаки огромное внимание, столь громкое появление вызвало у журналистов и телезрителей огромнейший интерес к нему. Далее Кея стали приглашать в различные проекты, как в популярные телепередачи, так и на съёмки дорам, он получал всё более серьёзные и интересные роли.
Самой запоминающейся работой у Кея оказался фильм "Bird Call" (2006). Он сказал, что хотел бы почаще сниматься в подобных проектах.
В 2008 году он играет в дораме "Дьявол" которая приносит ему невероятную популярность среди зрителей. Кроме того, в этом же году он принимает участие в школьном фестивале, что, конечно же, не остаётся не замеченным.
В 2008 году Танака Кей получил свою первую главную роль, после этого начинается его стремительный карьерный взлёт, он всё чаще начинает появляться на экранах, снимаясь в дорамах, которые в последствии пользуются огромной популярностью среди зрителей.
Занял 7 место в рейтинге "Самые запоминающиеся актёры" в сентябре 2011 года.
31 августа 2011 года через своё агентство объявил о браке с актрисой Сакурой, и что она находится на пятом месяце беременности. 6 февраля 2012 года у Кея и Сакуры родилась дочь.