Tang Kai blev født den 10. januar 1996 i Shaoyang i den kinesiske provins Hunan. Inspireret af OL i Beijing i 2008 begyndte han som tolvårig at dyrke brydning på en regional sportsskole, mens han havde småjobs ved siden af for at støtte sin familie. Senere studerede han på det anerkendte Wuhan Institute of Physical Education, hvor han yderligere styrkede sit atletiske fundament.
Da det viste sig, at en plads på det kinesiske nationale brydelandshold stort set var uopnåelig, valgte Tang en karriere inden for mixed martial arts. Han flyttede til Shanghai for at træne i Dragon Warrior Gym under cheftræner Alex Niu og brasiliansk jiujitsu-træner Marcio Andrade, hvor han lærte at kombinere sit brydegrundlag med boksning og ødelæggende ground-and-pound. I 2019 debuterede han i ONE Championship og gjorde sig hurtigt bemærket som en af de hårdeste afsluttere i featherweight-divisionen.
Det endelige gennembrud kom den 26. august 2022 ved ONE 160 i Singapore, hvor han besejrede Thanh Le via enstemmig dommerafgørelse og dermed vandt ONE Featherweight MMA-verdensmesterskabet – første gang en kinesisk mand blev verdensmester i MMA. Den 1. marts 2024 samlede han titlerne i en revanchekamp mod Le ved ONE 166: Qatar, som han vandt via TKO. I januar 2025 blev han dog selv stoppet af Akbar Abdullaev ved ONE Fight Night 27, men fordi Abdullaev ikke selv nåede den krævede vægt, kunne han ikke overtage titlen, og Tang forblev officielt mester.
Pr. september 2026 er Tang Kai stadig den regerende ONE Featherweight MMA-verdensmester. Hans seneste titelforsvar var en overbevisende TKO-sejr i fjerde omgang over Shamil Gasanov ved ONE Fight Night 43 i maj 2026. Hans officielle MMA-rekord lyder på 20 sejre og 3 nederlag. Et nyt titelforsvar er endnu ikke bekræftet, selv om Tang selv har nævnt navne som Enkh-Orgil Baatarkhuu som en mulig næste udfordrer.