Toshimitsu Imai wird 1928 in Kyoto geboren. 1948 schließt er die reguläre Schullaufbahn ab. Seine künstlerische Ausbildung erhält er in der Folge an der Staatlichen Akademie in Tokyo. Imais frühe Malweise orientiert sich an den Fauvisten. Eine besondere Sensibilität für Farben wird ihn seine ganze Karriere hindurch auszeichnen. 1951 wird Imai mit dem Kansai-Shinseisaku-Preis, 1952 auf dem 15. Salon von Shinseisaku mit dem Preis für den besten Neuen Künstler ausgezeichnet. Im Frühling 1952 zieht Imai nach seiner ersten Soloausstellung in Japan nach Europa, wo er sich in Paris niederlässt. Dort besucht er die Académie de la Grande Chaumière und die Sorbonne, an der er in den Fächern mittelalterliche Geschichte und Philosophie abschließt. 1953 und 1954 stellt er Bilder im Salon de l'Art Sacré aus. Im März 1955 verändert sich unter den neuen Eindrücken und mit der Bekanntschaft zu dem Kritiker Michel Tapie seine Kunst vom Gegenständlichen hin zur Abstraktion. Imais Arbeiten lassen sich dem Informel zuordnen. Mit der Organisation einer Gruppenausstellung in Japan 1956 durch Imai und einem Besuch des Künstlers in Begleitung von Sam Francis und George Mathieu dort (1957) ist Toshimitsu Imai maßgeblich an der Vermittlung der europäischen Abstraktion nach Japan beteiligt. Seine eigene Kunst lässt Imai seit 1956 durch Leo Castelli in New York und, seit 1957, die Galerie Stadler in Paris vertreiben. Sein Erfolg wird mit der Präsentation seiner Arbeiten auf der Biennale von Sao Paolo 1953 und der Biennale von Venedig 1960 deutlich. 1962 findet Imais Kunst auch in seiner japanischen Heimat Anerkennung: der Künstler erhält einen Preis bei der 5. Ausstellung Japanischer Gegenwartskunst und das Museum für Moderne Kunst in Tokyo erwirbt mehrere Gemälde. Doch Imai lässt sich nicht auf die abstrakte Kunst festlegen, er experimentiert immer wieder auch mit figurativen Sujets. Nach 1970 - Imai pendelt inzwischen regelmäßig zwischen Paris und Japan - integriert er Worte in seine Gemälde, die so zu Trägern von Gedichten werden. 1982 beginnt Imai einen zweijährigen Aufenthalt im Centre Georges Pompidou in Paris und er fängt damit an, noch weitere japanische Elemente in seine Bilder zu integrieren. Im Jahr 1984 ist Imai eines der Gründungsmitglieder der Vereinigung zeitgenössischer japanischer Künstler (JCAA). 1988 und 1994 gestaltet Imai die Etiketten einer Champagner-Firma mit Blumenmotiven.
Toshimitsu Imai erhält zahlreiche Ehrungen: 1991 die Ehrenbürgerschaft von Madrid, 1992 die von Lyon. 1995 wird er in die französische Ehrenlegion aufgenommen und 1997 zum Officier de l'Ordre des Arts et des Lettres ernannt.
Zuletzt gestaltet Imai das Thema des Krieges, sowohl auf die Angriffe Japans gegen China zu Beginn des Jahrhunderts gemünzt als auch in Erinnerung an die Vernichtung Hiroshimas und seiner Bewohner zum Ende des 2. Weltkriegs. Nach schwerer Krankheit stirbt Toshimitsu Imai 2002.