他出生于肥前（佐贺县）神埼的山村，是侍奉神社人家的孩子。家境并不富裕，但他是个爱学习的少年。他先在当地医生门下学习从中国传来的汉方医学，走上了以行医为生的道路。
这一时期他来到长崎学习荷兰语，接触到西洋医学"兰方"。玄朴被以解剖为基础解释人体结构的西洋医学深深吸引，决心从汉方转向兰方。这一选择决定了他此后的人生。
他在来到长崎的德国医生西博尔德开办的鸣泷塾学习最新的荷兰医学。他还旁观真实病人的诊察和手术，加深了医学知识。在这里与从全国聚集而来的年轻学者交往，也成为他的一大财富。
西博尔德随荷兰商馆馆长前往江户拜见将军时，玄朴也一同前往，并留在了江户。他在江户以兰方医身份开业，与学习兰学的同伴们交流，逐渐声名鹊起。
西博尔德企图带走禁止出境的日本地图一事败露，相关人员相继受到处罚（西博尔德事件）。作为西博尔德弟子的玄朴也险遭牵连，但他免于处罚，得以继续在江户活动。
他在江户下谷开办了兰方私塾"象先堂"。全国各地许多年轻人前来学习荷兰语和西洋医学，这所私塾培养了许多活跃于幕末至明治时期的医生。玄朴成为佐贺藩医家伊东家的养子，改名伊东玄朴。
他被佐贺藩主锅岛直正召为近侍诊察的侍医。直正以热心引进西洋技术的藩主而闻名，玄朴也为藩内引进西洋医学尽心尽力。与故乡藩国的这层关系，引出了他后来的一项大事业。
为预防当时夺走许多生命的天花，玄朴向佐贺藩建议引进使用牛痘的种痘疫苗（痘苗）。通过荷兰商馆得到的痘苗获得成功，从长崎传到京都、大坂，进而传到江户，挽救了许多孩子的生命。
他与兰方医同伴们合力，在江户神田阿玉池开设了种痘所。同年，将军德川家定病重，他作为最早的兰方医之一被选为给将军看病的奥医师。这是兰方加入此前由汉方医垄断的幕府医疗的转折点。
种痘所在火灾中被烧毁后得以重建，成为幕府的官方机构，不久改名为"西洋医学所"，成为教授西洋医学、进行解剖和种痘的场所。玄朴参与了它的运营。这一脉络后来延续为东京大学医学部。
他作为第一位兰方医晋升为医生的最高位阶法印，名副其实地站上了兰方医的顶峰。西洋医学所头取去世后，他还协助把大坂适塾的绪方洪庵请到江户接任。
由于与新任西洋医学所头取松本良顺等人的对立，他失去了奥医师的地位。后来虽然恢复了部分地位，却再也没有回到前台。尽管如此，他让西洋医学在日本医学中扎根的功绩不可动摇。
他见证了明治新时代的到来，70岁去世，墓在东京谷中。玄朴从一个山村少年起步，推广种痘挽救了许多生命，确立了兰方医的地位，被视为奠定日本近代医学基础的人物之一。
田中久重德川齐昭江川英龙川路圣谟高野长英哈里斯藤田东湖岛津齐彬
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