Kouhei Tanaka wurde am 14. Februar 1954 in Osaka, Japan, geboren. Er absolvierte eine formelle Musikausbildung an der Tokyo University of the Arts, wo er Komposition bei Tomojirō Ikenouchi studierte, und verbrachte später zwei Jahre am Berklee College of Music in Boston. Nach seiner Rückkehr nach Japan begann er seine Karriere als Komponist. Seine erste professionelle Arbeit war die Arrangierung eines Songs für den Fernsehanime Arcadia of My Youth: Endless Orbit SSX aus dem Jahr 1982, und seine erste Hauptkomponistenrolle für einen Anime war Konpora Kids im Jahr 1985. Er arbeitete auch als Arrangeur, Dirigent und Sänger und übernahm Gesangsparts bei einigen seiner eigenen Kompositionen. Seine Stimme umfasst etwa vier Oktaven, und er ist dafür bekannt, gelegentlich in den Chören seiner Werke zu singen.

Tanaka hat die Musik für zahlreiche beliebte Anime-Serien komponiert, darunter Gunbuster, The King of Braves GaoGaiGar, Sakura Wars und One Piece. Er hat auch Musik für Videospielreihen wie Sakura Wars, Alundra und Gravity Rush geschaffen. Seine Arbeit an der OVA-Serie Gunbuster wird weithin als Meilenstein in seiner Karriere anerkannt und festigte seinen Ruf in der Branche. Später kehrte er zurück, um die Musik für deren Fortsetzung Diebuster (Gunbuster 2) zu komponieren, was fast zwei Jahrzehnte später eine bemerkenswerte Entwicklung in seinen musikalischen Arrangements zeigte.

Zu seinen spezifischen Credits gehören die Ending-Themen für den Kompilationsfilm Gunbuster vs Diebuster Aim for the Top! The GATTAI!! Movie. Er sang das Ending-Theme der ersten Episode Toki no Kawa o Koete (The Timeless Stream) und das Ending-Theme der zweiten Episode Tatsu Tori Ato o Nigosa zu. Für die ursprüngliche Diebuster-OVA-Serie diente Tatsu Tori Ato o Nigosa zu als Ending-Theme für die sechste und letzte Episode. In der OVA-Serie The King of Braves GaoGaiGar Final wurde eine Piano-Solo-Version des ikonischen Opening-Themas der Serie Yuusha-ou Tanjou! von Tanaka gespielt und als Opening-Theme für die achte und letzte Episode verwendet.

Neben diesen Werken umfasst seine umfangreiche Liste bedeutender Anime-Credits die Musik für Mobile Fighter G Gundam, Mobile Suit Gundam: The 08th MS Team, Overman King Gainer, Betterman, Dai-Guard, Angelic Layer, Desert Punk, Buso Renkin, Rosario + Vampire und Hyouka. Er hat auch Arrangements für Opening- und Ending-Themen früher Dragon-Ball-Episoden beigesteuert und das Opening-Theme JoJo (Sono Chi no Sadame) für JoJo's Bizarre Adventure komponiert. Im Bereich Tokusatsu komponierte er Musik für die Super-Sentai-Serie Choushinsei Flashman.

Bei Videospielen ist Tanaka vor allem für seine langjährige Arbeit an der Sakura-Wars-Reihe bekannt, für die er bei zahlreichen Titeln als Komponist und Musikdirektor fungierte. Er komponierte auch die Musik für Gravity Rush und dessen Fortsetzung Gravity Rush 2 sowie für Resonance of Fate (mit Motoi Sakuraba), Alundra und Alundra 2.

Tanaka arbeitet häufig mit anderen prominenten Musikern zusammen. Er hat mit dem Komponisten Shiro Hamaguchi an der langlaufenden Serie One Piece und Rosario + Vampire zusammengearbeitet. Er hat auch mit dem Komponisten Kenji Kawai kooperiert. Viele seiner Werke wurden von Orchestern aufgeführt, und er hat persönlich Aufführungen seiner Musik dirigiert.

Seine musikalische Identität ist durch lebendige Orchesterarrangements geprägt, mit einer besonderen Vorliebe für Streichinstrumente. Sein Stil ist anpassungsfähig, was es ihm ermöglicht, Musik zu komponieren, die zur spezifischen Atmosphäre jedes Werkes passt, von heroischen Mecha-Hymnen bis hin zu zurückhaltenderen dramatischen Stücken. Er nannte den Filmkomponisten Ennio Morricone als Einfluss und hat gelegentlich vokale Elemente in seine Partituren integriert.

Im Jahr 2002 gewann er den Tokyo Anime Award für die beste Musik für seine Arbeit an Overman King Gainer. Seine Beiträge zur Anime- und Spielmusik haben seinen Status als erfahrener Komponist in der Branche gefestigt, mit einer Karriere, die von den 1980er Jahren bis in die 2020er Jahre reicht. Er komponierte weiterhin für große Serien, darunter One Piece Film: Red und den Fernsehanime Grendizer U im Jahr 2024.