Takaaki Kajita è Professore Universitario Speciale presso l'Università di Tokyo ed è stato anche Direttore dell'Istituto per la Ricerca sui Raggi Cosmici (ICRR) dell'Università di Tokyo tra il 2008 e il 2022. Attualmente è Presidente del Consiglio Scientifico del Giappone.
Kajita ha conseguito il dottorato di ricerca. dell'Università di Tokyo, School of Science nel 1986. Ha svolto ricerche sui rivelatori Kamiokande e Super-Kamiokande presso l'Osservatorio di Kamioka nel Giappone centrale.
Nel 1998, alla Neutrino International Conference tenutasi a Takayama, in Giappone, ha mostrato i risultati dell'analisi che hanno fornito una forte evidenza delle oscillazioni dei neutrini atmosferici. Nel 2015 ha condiviso il Premio Nobel per la Fisica per il suo ruolo nella scoperta delle oscillazioni dei neutrini atmosferici. Attualmente è il PI del progetto sulle onde gravitazionali KAGRA.