Scena i ekran
Jeszcze w college’u Takei odpowiedział na ogłoszenie w gazecie, w którym poszukiwano azjatyckich aktorów podkładających głos do angielskiej wersji japońskiego filmu o potworach Rodan (1956). Zaowocowało to kolejnymi głosami, a także małymi rolami w programach telewizyjnych, takich jak Perry Mason oraz w filmie Pałac lodowy (1960). Decydując się na skupienie się na aktorstwie w pełnym wymiarze godzin, Takei przeniósł się na Uniwersytet Kalifornijski w Los Angeles, gdzie uzyskał tytuł licencjata i magistra teatru.
W 1966 roku Takei stał się jednym z niewielu Azjatów, którzy zostali wyróżnieni w telewizji, kiedy zagrał porucznika Hikaru Sulu w serialu science-fiction Star Trek. Powrócił po przerwie w drugim sezonie, aby nakręcić Zielone Berety (1968), ale jego rola Sulu została tymczasowo odłożona na półkę, kiedy Star Trek został anulowany w 1969 r.
Takei kontynuował regularne występy w telewizji w latach 70-tych, w takich programach jak Sześć milionów dolarów i Hawaii Five-O, jednocześnie udzielając głosu Sulu w serialu animowanym Star Trek. Takei zjednoczył się z resztą swoich dawnych kolegów z obsady w Star Trek: The Motion Picture (1979) i pięciu sequelach w ciągu następnych kilkunastu lat.
Lata 90. przyniosły stały strumień występów jako lektor, z charakterystycznym barytonem Takei’ego pojawiającym się w animowanym filmie Disneya Mulan (1998) i odcinkach Simpsonów. Weteran aktorów stał się również pół-regularnym gościem Howard Stern Show, a w 2006 roku został mianowany oficjalnym spikerem Sterna po przeniesieniu szokera do Sirius XM Radio.
Takei był zaangażowany w projekt bliski jego sercu, kiedy przyjął główną rolę w Allegiance, produkcji o internowaniu Japończyków podczas II wojny światowej. Sztuka miała premierę w San Diego’s Old Globe Theater we wrześniu 2012 roku.