Японский физик, член Японской АН. Родился в г. Нагасаки. Окончил Токийский университет (1887 г.), там же работал до 1931 г. (с 1896 г.— профессор). В 1893—1896 гг. совершенствовал знания в Германии. В 1901—1929 гг.—профессор Токийского университета. С 1931 г. — президент и профессор университета в Осаке.

Научные работы посвящены магнитострикции, спектроскопии, изучению атомной структуры, радиоволн, математической физике, геофизике. В 1904 г. предложил модель атома, согласно которой последний состоит из положительно заряженного ядра, вокруг которого вращается кольцо, содержащее значительное число электронов («атом типа Сатурна»). Однако модель Нагаоки не обратила на себя внимания физиков, хотя ее в определенной мере можно считать предшественницей ядерной модели Резерфорда.

Основатель японской физики. Иностранный член АН СССР (с 1930 г.).