Comincia la sua carriera motociclistica nel 1998 con le 250 in Giappone, dove si fa le ossa per quattro anni nel Campionato Giapponese della quarto di litro, ai comandi di una Honda. Nel 1999 passa alla Superbike e si rivela uno dei piloti più veloci. Nel 2001 si mette in mostra vincendo due prove del Mondiale di Superbike, quindi nel 2002 arriva secondo alla 8 Ore di Suzuka e lo stesso anno vince quattro delle sette gare del Campionato Giapponese della Superbike. Disputa la prima stagione completa nel Motomondiale nel 2003 con una Honda, la stessa moto che guida nel 2004, con il team Camel Pramac Pons. Ottiene il primo podio a Rio nel 2003 e l´anno dopo, nello stesso scenario, arriva la prima vittoria. Nel 2004 domina autorevolmente la gara di casa, a Motegi, dove trionfa davanti ai suoi appassionati. È uno dei piloti giapponesi più forti della storia del Campionato del Mondo. Nel 2005, rimane con la Honda, con i colori del team Konica Minolta, parte della Jir (Japan Italy Racing), creata da Tetsuo Iida, ex Presidente dell'Honda Europa NV, e da Luca Montiron, quest'ultimo fino al 2005 Team Manager di Tamada, nella scuderia Camel Honda. Conquista come miglior risultato della passata stagione un terzo posto a Motegi. Nel 2006 rappresenta nuovamente i colori del team Konica Minolta Honda; si tratta di una stagione in cui il pilota giapponese stenta a trovare il ritmo, il sesto posto in Portogallo sarà il suo miglior risultato dell'anno. Nel 2007 Tamada lascia la formazione di Luca Montiron per vestire i colori del team Dunlop Yamaha Tech 3.