Tang Kai wurde am 10. Januar 1996 in Shaoyang in der chinesischen Provinz Hunan geboren. Inspiriert von den Olympischen Spielen 2008 in Peking begann er im Alter von zwölf Jahren an einer provinziellen Sportschule mit dem Ringen, während er nebenbei Gelegenheitsjobs annahm, um seine Familie zu unterstützen. Später studierte er am renommierten Wuhan Institute of Physical Education, wo er seine athletischen Grundlagen weiter festigte.
Als sich herausstellte, dass ein Platz im chinesischen Nationalringteam praktisch unerreichbar war, entschied sich Tang für eine Karriere im Mixed Martial Arts. Er zog nach Shanghai, um unter Cheftrainer Alex Niu und dem brasilianischen Jiu-Jitsu-Trainer Marcio Andrade im Dragon Warrior Gym zu trainieren. Dort lernte er, seine Ringergrundlagen mit Boxen und verheerendem Ground-and-Pound zu kombinieren. 2019 gab er sein Debüt bei ONE Championship und machte sich schnell als einer der härtesten Finisher der Federgewichtsklasse einen Namen.
Sein endgültiger Durchbruch kam am 26. August 2022 bei ONE 160 in Singapur, wo er Thanh Le einstimmig nach Punkten besiegte und damit den ONE-MMA-Weltmeistertitel im Federgewicht gewann – das erste Mal, dass ein Chinese MMA-Weltmeister wurde. Am 1. März 2024 vereinigte er den Titel in einem Rückkampf gegen Le bei ONE 166: Qatar, den er durch TKO gewann. Im Januar 2025 wurde er bei ONE Fight Night 27 zwar von Akbar Abdullaev besiegt, doch da dieser selbst das vorgeschriebene Gewicht nicht erreichte, konnte er den Titel nicht übernehmen, und Tang blieb offiziell Champion.
Im September 2026 ist Tang Kai weiterhin der amtierende ONE-MMA-Weltmeister im Federgewicht. Seine jüngste Titelverteidigung war ein überzeugender TKO-Sieg in der vierten Runde gegen Shamil Gasanov bei ONE Fight Night 43 im Mai 2026. Seine offizielle MMA-Bilanz steht bei 20 Siegen und 3 Niederlagen. Eine neue Titelverteidigung wurde noch nicht bestätigt, obwohl Tang selbst Namen wie Enkh-Orgil Baatarkhuu als mögliche nächste Herausforderer nannte.