Il naquit dans une famille de dōshin, samouraïs de rang inférieur chargés de garder le château d'Osaka. La solde était maigre, mais dès l'enfance il se passionna pour le sangaku, l'étude du calcul et des nombres. Cette curiosité ferait plus tard de lui le premier astronome du Japon.
Il succéda à son père comme dōshin à Osaka. Tout en remplissant ses fonctions, il poursuivait l'étude des mathématiques à ses heures libres. Il aurait acheté des livres sur sa maigre solde et calculé tard dans la nuit. Ainsi commencèrent de longues années d'étude menées en travaillant.
Il épousa Shime, fille d'une autre famille de dōshin. L'année suivante naquit son fils aîné Kageyasu, et deux ans plus tard son second fils Kagesuke. Shime gérait le budget du foyer pour financer les instruments d'observation, soutenant sans relâche les recherches de son mari pauvre. Son dévouement est encore raconté aujourd'hui.
Pour étudier la science du calendrier, il devint l'élève d'Asada Gōryū, astronome célèbre d'Osaka. Il y rencontra Hazama Shigetomi, entré vers la même époque, qui devint son ami pour la vie. Il était si passionné que, dit-on, le lendemain de l'incendie de sa maison il discutait de calendriers avec Gōryū et Shigetomi dans les décombres.
Vers cette époque, il étudia un livre chinois, le Lixiang kaocheng houbian, obtenu par Shigetomi. Il exposait la théorie de Kepler selon laquelle le soleil et la lune suivent des orbites elliptiques et non circulaires. Difficile pour les Japonais de l'époque, cette théorie fut maîtrisée par Yoshitoki et ses compagnons.
Ses compétences reconnues par le shogunat, il fut appelé à Edo avec Shigetomi pour réformer le calendrier et nommé astronome officiel. Une ascension exceptionnelle pour un samouraï de rang inférieur. Mais la même année, Shime, l'épouse qui l'avait si longtemps soutenu, mourut à 29 ans. Yoshitoki ne se remaria jamais.
Quelques mois après son arrivée à Edo, Inō Tadataka, de dix-neuf ans son aîné, vint lui demander de devenir son élève. Yoshitoki lui enseigna l'astronomie et la science du calendrier, et le surnomma « maître calculateur » pour son assiduité à observer les étoiles chaque jour. Ainsi naquit une relation rare entre un maître plus jeune et un élève plus âgé.
Après de nombreuses observations à Kyoto, il acheva le Rekihō shinsho exposant la méthode d'un nouveau calendrier. Il dut concilier les vues de la famille Tsuchimikado, chargée du calendrier de la cour, et des autres astronomes, ce qui lui coûta bien des peines. Malgré une santé fragile, il mena à bien la grande tâche de la réforme du calendrier.
Le nouveau calendrier, œuvre surtout de Yoshitoki et de Shigetomi, entra en usage sous le nom de « calendrier Kansei ». Intégrant des idées de l'astronomie occidentale, il était plus précis que les précédents. Ce succès accrut encore la réputation de Yoshitoki et la confiance du shogunat.
Mesurer exactement un degré de latitude pour connaître la taille de la Terre était aussi le vœu de Yoshitoki. Il conseilla à Tadataka qu'« il faut mesurer une distance comme celle d'Edo à Ezo » et s'employa à obtenir l'autorisation du shogunat. Ce fut le début du relevé de tout le Japon par Tadataka.
Il se procura une traduction néerlandaise du traité de l'astronome français Lalande et l'étudia avec acharnement malgré la maladie. Stupéfait par un contenu dépassant de loin le savoir antérieur, il en laissa des études résumant l'essentiel. Il se serait épuisé à la tâche.
Sa tuberculose chronique s'aggrava et il mourut à Edo, en pleine force de l'âge. Son fils aîné Kageyasu lui succéda comme astronome et acheva la carte du Japon après la mort de Tadataka. Son second fils Kagesuke dirigea aussi la réforme suivante du calendrier. Selon ses dernières volontés, Tadataka fut enterré auprès de son maître Yoshitoki.
Santō KyōdenSakai HōitsuKobayashi IssaTani BunchōJippensha IkkuKyokutei BakinTakadaya KaheiSatō Issai
Personnages de la période Edo ・ Personnages par période
Fondé sur des faits attestés par les manuels et les biographies. Les points incertains sont signalés.