קיטאנו סיים את הלימודים שלו בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת טוקיו ב-1919 וקיבל תואר רפואי. בשנת 1932 החל לעבוד בבית החולים הצבא הראשון שהיה בטוקיו. בהמשך החליט לעזוב את עבדותו בבית החולים ועבר לעבוד בבית הספר למנתחים צבאיים. בשנת 1936 הוא נשלח למנצ'וקו, אשר סופחה לאימפריה של יפן לאחר הפלישה היפנית לאזור, והיה לפרופסור בבית הספר לרפואה מנצ'ו, בהוראת מיקרוביולוגיה.