Tang Kai ble født 10. januar 1996 i Shaoyang i den kinesiske provinsen Hunan. Inspirert av OL i Beijing i 2008 begynte han med bryting på en provinsiell idrettsskole som tolvåring, samtidig som han tok småjobber ved siden av for å støtte familien. Senere studerte han ved det anerkjente Wuhan Institute of Physical Education, der han videreutviklet sitt atletiske grunnlag.
Da det viste seg at en plass på Kinas nasjonale brytelag var nærmest uoppnåelig, valgte Tang en karriere innen blandet kampsport. Han flyttet til Shanghai for å trene ved Dragon Warrior Gym under hovedtrener Alex Niu og brasiliansk jiujitsu-trener Marcio Andrade, der han lærte å kombinere brytegrunnlaget sitt med boksing og ødeleggende ground-and-pound. I 2019 debuterte han i ONE Championship og gjorde seg raskt bemerket som en av de hardeste avslutterne i fjærvektdivisjonen.
Det definitive gjennombruddet kom 26. august 2022 under ONE 160 i Singapore, der han beseiret Thanh Le etter enstemmig avgjørelse og dermed vant ONEs verdensmesterskap i MMA i fjærvekt – første gang en kinesisk mann ble verdensmester i MMA. 1. mars 2024 forente han titlene i en omkamp mot Le under ONE 166: Qatar, som han vant via TKO. I januar 2025 ble han selv avsluttet av Akbar Abdullaev under ONE Fight Night 27, men siden Abdullaev ikke klarte den påkrevde vekten, kunne han ikke overta tittelen, og Tang forble offisielt mester.
Per september 2026 er Tang Kai fortsatt regjerende ONE-verdensmester i MMA i fjærvekt. Hans siste tittelforsvar var en overbevisende TKO-seier i fjerde runde over Shamil Gasanov under ONE Fight Night 43 i mai 2026. Hans offisielle MMA-merittliste står på 20 seire mot 3 tap. Et nytt tittelforsvar er ennå ikke bekreftet, selv om Tang selv har nevnt navn som Enkh-Orgil Baatarkhuu som en mulig neste utfordrer.