Sapporo Dome
9월에 들어가도 연승 행진은 계속됐는데 9월 6일의 닛폰햄과의 경기(K스타 미야기)에서 일본 프로 야구 타이 기록인 시즌 20연승을 달성했다. 시즌 20승은 2008년 라쿠텐의 이와쿠마 히사시 이래였고 메이저 리그의 개막 연승 기록을 넘겼다. 9월 13일 오릭스와의 경기(K스타 미야기)에서 이나오 가즈히사의 기록을 경신하는 일본 프로 야구 신기록인 시즌 21연승으로 1936년부터 1937년에 걸쳐 칼 허벨이 기록한 메이저 리그 연승 기록을 웃돌았다. 9월 21일 닛폰햄과의 경기(삿포로 돔)에서 일본 프로 야구에서는 1980년의 기다 이사무 이래 33년 만이자 2008년에 이와쿠마 히사시를 웃도는 구단 신기록인 시즌 22승째로, 2003년의 사이토 가즈미 이래의 일본 프로 야구 타이 기록인 15경기 연속 등판 승리를 달성했다. 라쿠텐의 리그 우승을 매직 넘버 ‘2’로 맞이한 9월 26일 세이부와의 경기(세이부 돔)에서 1점차로 앞선 9회말에 시즌 첫 중간 계투로 등판했다. 이 때 거의 같은 시각에 2위 팀이던 지바 롯데가 패하면서 매직 넘버가 ‘1’이 됐는데 이대로 이기면 팀의 우승이 결정되는 상황에서 다나카는 주자를 2명 내보내긴 했지만 무실점으로 막아 헹가래 투수가 됐고 다나카는 4년 만에 세이브를 기록, 팀은 창단 9년 만에 처음으로 리그 우승을 달성했다. 9월에는 4경기에 등판하여 3승 1세이브의 성적으로 5개월 연속이자 통산 12번째의 월간 MVP를 수상했다. 그 후에도 연승 행진은 멈추지 않았고 시즌 최종 등판이었던 10월 8일의 오릭스와의 경기(K스타 미야기)에서 시즌 24승째를 올렸다.