Tsuyoshi Wada amorce sa carrière dans la NBP en 2003 avec les Fukuoka Daiei Hawks et est nommé recrue de l'année en Ligue Pacifique à sa première année. Il joue neuf ans pour cette équipe (renommée Fukuoka SoftBank Hawks en 2005). Wada est choisi au sein de l'équipe d'étoiles de la ligue en 2003 et 2004.
En 2004, il est le lanceur gagnant dans deux matchs que les Japonais remportent sur le Canada, dont une partie où il blanchit l'adversaire et retire sept frappeurs canadiens sur des prises. Le Japon remporte la médaille de bronze cette année-là.
En 2008 à Beijing, il n'est impliqué dans aucune décision mais lance deux parties, dont un match contre la Corée du Sud où il enregistre 10 retraits sur des prises en six manches et deux tiers lancées. Le Japon termine le tournoi olympique en quatrième place.
Le , Tsuyoshi Wada signe un contrat de 8,15 millions de dollars US pour deux saisons avec les Orioles de Baltimore de la Ligue majeure de baseball (MLB)[3]. Peu après avoir été mis sous contrat par Baltimore, il ressent des douleurs au coude et doit subir en mai 2012 une opération de type Tommy John[4]. Sur la liste des blessés pendant deux ans, il ne joue pas un seul match pour les Orioles, qui choisissent de ne pas renouveler ce contrat.
Cubs de Chicago
En décembre 2013, il rejoint un autre club des majeures, les Cubs de Chicago[5]. Il fait ses débuts avec les Cubs comme lanceur partant face aux Reds de Cincinnati le . Il n'accorde qu'un point non mérité sur 5 coups sûrs en 5 manches lancées, et n'est pas impliqué dans la décision à ce premier match[6].
