Tsuboi Kōzō est né sous le nom de «Hara Kōzō». Il est le second fils d'un médecin de l'actuelle ville de Hōfu, et est adopté par la famille Tsuboi dans sa jeunesse. En tant que samouraï du domaine de Chōshū, il prend part à la défense de la ville durant le bombardement de Shimonoseki par les navires européens du 5 au . Témoin direct de la puissance de feu et de la dévastation causée par les quelques navires européens, Tsuboi devient convaincu que le Japon se doit d'obtenir de telles armes pour survivre. Il s'enrôle dans la marine du domaine de Chōshū plus tard dans l'année et sert à bord du Kigai-maru tout en étudiant l'anglais et la navigation à l'école navale de Chōshū.
De retour au Japon en 1874, Tsuboi est promu capitaine de corvette et nommé à la tête du Teibō(en) le . De 1875 à 1879, il supervise la construction à l'arsenal naval de Yokosuka. Cependant, il est blessé dans un accident en qui requiert deux mois d’hospitalisation. À son retour au service actif en , il sert comme commandant de différents navires, dont la corvette Jingei(en), la canonnière Banjō(en) et la corvette Kaimon(en), et dans différents postes jusqu'en 1889 (dont celui de vice-directeur du département technique de la marine impériale japonaise). Il retourne en mer comme capitaine du croiseur Takachiho(en) d' à , servant simultanément comme chef d'État-major de la flotte de préparation.
Devenu un héros national après la guerre, Tsuboi est anobli avec le titre de danshaku (baron), selon le système nobiliaire kazoku, le , et promu vice-amiral l'année suivante. En 1896, il est fait commandant-en-chef de la flotte de préparation, et en 1897, commandant du district naval de Yokosuka. Il meurt d'un cancer en 1898. Sa tombe est au temple Zuisho-ji à Shirogane-dai.
Trevor N. Dupuy, Encyclopedia of Military Biography, I B Tauris & Co Ltd, (ISBN1-85043-569-3)
(en) J. Charles Schencking, Making Waves: Politics, Propaganda, And The Emergence Of The Imperial Japanese Navy, 1868-1922, Stanford (Calif.), Stanford University Press, , 283p. (ISBN0-8047-4977-9)
Volpicelli, Zenone. The China-Japan War, London, 1896.