1890年12月6日生于日本冈山县的庄町。1918年毕业于东京帝国大学工学部电气工学科，后入理化学研究所鲸井恒太郎研究室，同时在研究生院长冈半太郎博士的指导下钻研物理学。1921年起赴海外留学8年，先后在英国剑桥大学、德国格廷根大学、汉堡大学和丹麦的哥本哈根大学学习，是著名物理学家玻尔的高徒及爱因斯坦的密友。此时，正值量子理论发展时期，特别是丹麦的尼尔斯·玻尔教授处云集了世界各国的优秀学者，进行原子物理学的理论和实验研究。在这段时期，仁科的主要成就是1928年与瑞典的Oskar Klein共同导出关于X射线的康普顿散射“克莱因－仁科公式”。同年回国。1931年任理化学研究所(RIKEN)主任研究员并主持仁科研究室(Nishina Laboratory)，还在京都大学讲授量子力学，主要从事原子核物理学理论及实验研究，以及对宇宙射线的研究。尼尔斯·玻尔、沃纳·海森堡和保罗·狄拉克等人曾受其邀请访问日本。