De 1989 à 1999, Satoshi Furukawa travaille dans le département de chirurgie de l'université de Tokyo, ainsi que dans celui d'anesthésiologie de l'hôpital général de Tokyo, le département de chirurgie de l'hôpital central de la préfecture d'Ibaraki et à l'hôpital Sakuragaoka.
À partir d'avril 2001, il participe à la formation avancée de l'ISS, ainsi qu'au développement du matériel et du fonctionnement de l'expérience japonaise module Kibo.
En février 2006, il complète sa formation de candidat astronaute à la NASA en suivant des exposés scientifiques et techniques, un enseignement intensif sur la navette et la station spatiale internationale, ainsi que la formation physiologique, la formation de vol sur T-38 et la formation de survie en milieu sauvage et dans le milieu aquatique. La réalisation de cette formation initiale permet d'être qualifié pour diverses missions techniques au sein du bureau des astronautes de la NASA et l'affectation pour vol en tant que spécialiste de mission sur la navette spatiale[1].
Furukawa est affecté comme ingénieur de vol de la Station spatiale internationale dans la mission de longue durée « Expédition 28 / 29 ». Le vaisseau spatial Soyouz TMA-02M transportant Furukawa, le cosmonaute Sergueï Volkov et l'astronaute de la NASA Michael E. Fossum décolle du cosmodrome de Baïkonour le . Avec le même équipage, Soyouz TMA-02M se détache de l'ISS à 23 h 0 GMT le et le vaisseau spatial s'est posé sans encombre et en douceur dans le Kazakhstan à 02h26 GMT le [1].
De 2014 à 2021, il est à la tête du groupe de recherche biomédicale spatiale de la JAXA[1].
Le 25 novembre 2022, l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale annonce que Satoshi Furukawa a commis des actes inappropriés dont la réécriture et la fabrication de données dans le cadre d'une expérience de médecine spatiale[4]. Celle-ci, qui à eu lieu entre 2016 et 2017, avait pour but de faire passer deux semaines à des gens ordinaires dans un environnement clos qui imite la vie dans l'espace[5].
Le 24 mai 2023, l'agence spatiale japonaise annonce sa nomination sur le vol SpaceX Crew-7[6] qui est lancé le suivant et rejoint la Station spatiale internationale sur laquelle il participe aux expéditions 69 et 70.
Vie privée
Il aime le baseball, le bowling, la musique et les voyages. Il est marié et a deux enfants.