Tang Kai urodził się 10 stycznia 1996 roku w Shaoyang, w chińskiej prowincji Hunan. Zainspirowany Igrzyskami Olimpijskimi w Pekinie w 2008 roku, w wieku dwunastu lat rozpoczął treningi zapasów w prowincjonalnej szkole sportowej, a jednocześnie podejmował dorywcze prace, aby wspierać rodzinę. Później studiował w renomowanym Wuhan Institute of Physical Education, gdzie jeszcze bardziej ugruntował swoje przygotowanie sportowe.
Gdy stało się jasne, że miejsce w chińskiej narodowej reprezentacji zapaśniczej jest niemal nieosiągalne, Tang wybrał karierę w mieszanych sztukach walki. Przeprowadził się do Szanghaju, aby trenować w Dragon Warrior Gym pod okiem głównego trenera Alexa Niu oraz brazylijskiego trenera brazylijskiego jiu-jitsu Marcio Andrade’a. Tam nauczył się łączyć swoje podstawy zapaśnicze z boksem i wyniszczającym ground-and-pound. W 2019 roku zadebiutował w ONE Championship i szybko zyskał reputację jednego z najskuteczniejszych zawodników kończących walki w dywizji piórkowej.
Jego przełom nastąpił 26 sierpnia 2022 roku podczas gali ONE 160 w Singapurze, gdzie pokonał Thanh Le jednogłośną decyzją i zdobył tytuł mistrza świata ONE w wadze piórkowej MMA — po raz pierwszy w historii Chińczyk został mistrzem świata MMA. 1 marca 2024 roku zunifikował tytuł w rewanżu z Le podczas gali ONE 166: Qatar, wygrywając przez TKO. W styczniu 2025 roku podczas ONE Fight Night 27 został wprawdzie pokonany przed czasem przez Akbara Abdullaevа, jednak ponieważ Abdullaev sam nie zmieścił się w wymaganym limicie wagowym, nie mógł przejąć tytułu, a Tang oficjalnie pozostał mistrzem.
We wrześniu 2026 roku Tang Kai nadal jest aktualnym mistrzem świata ONE w wadze piórkowej MMA. Jego ostatnia obrona tytułu zakończyła się efektownym zwycięstwem przez TKO w czwartej rundzie nad Shamilem Gasanovem podczas gali ONE Fight Night 43 w maju 2026 roku. Jego oficjalny rekord MMA to 20 zwycięstw i 3 porażki. Nowa obrona tytułu nie została jeszcze potwierdzona, choć sam Tang wymieniał nazwiska takie jak Enkh-Orgil Baatarkhuu jako potencjalnego kolejnego pretendenta.