Sugimoto schließt sein erstes Studium an der Saint Paul's University in Tokio 1970 mit dem Bachelor of Arts ab. Nach ausgedehnten Reisen durch die Sowjetunion und Europa lässt er sich in Los Angeles nieder und nimmt ein zweites Studium am Art Center College of Design in Pasadena auf, das er 1972 mit dem Bachelor of Fine Arts beendet. Seit 1974 lebt Sugimoto in New York und Japan, viele seiner Fotografien entstehen jedoch auf Reisen. Seine minimalistischen Schwarzweißbilder sind Studien der Stille, Klarheit und Leere.
1974 beginnt Sugimoto mit seiner ersten Fotoserie, an der er bis in die achtziger Jahre arbeitet. Sie zeigt Naturdioramen im American Museum of Natural History, New York. Eine zweite Serie von 1976 dokumentiert amerikanische Kinos der späten zwanziger und dreißiger Jahre. Sugimoto belichtet dabei den Film für die Dauer einer Spielfilmlänge in verdunkelten Kinos und hinterlässt nur einen ausgewaschenen Bereich reinen Lichts für die Leinwand. Arbeiten aus diesen zwei Serien werden 1977 zusammen mit der Reihe Here There and Everywhere von 1976 in Sugimotos erster Einzelausstellung in der Miami Gallery, Tokio, ausgestellt. 1994 entsteht eine Serie von Wachsfiguren, aufgenommen im Movieland Wax Museum in Los Angeles und in Madame Tussaud's Wachsfigurenkabinett in London. 1995 belichtet der Künstler unter dem Titel Hall of the Thirty-Three Bays eine Reihe von Standfotografien, die 48 fast identische Bilder von Statuen des Bodhisvatta Kanons zeigen, aufgenommen in einem buddhistischen Tempel in Kioto. Seit 1978 bis heute arbeitet er an der Seascape-Reihe, die aus sorgfältig geplanten Fotografien von Meer und Himmel besteht, in denen der Horizont jedes Bild in zwei Hälften teilt.
1996 stellt Sugimoto auf bedeutenden Gruppenausstellungen wie z.B. auf der 10. Biennale in Sydney und der Ausstellung "Prospect 96" in der Schirn Kunsthalle in Frankfurt am Main aus. Anfang 2000 ist er auf der Ausstellung "Beauty Now" im Haus der Kunst, München mit einigen seiner neuesten Seascape-Bildern vertreten. Seit Mitte der neunziger Jahre sind ihm zudem eine Reihe von Einzelausstellungen gewidmet, so im Museum of Contemporary Art, Los Angeles (1994), in der Kunsthalle Basel (1995), im Metropolitan Museum of Art, New York (1995/96), in der Fundació "la Caixa", Madrid (1998) und in der Deutschen Guggenheim, Berlin (2000).