Han ble uteksaminert fra Nagoya-universitetet i 1962 og ble tildelt en doktorgrad i partikkelfysikk fra samme universitet i 1967. Ved universitetet i Kyoto på begynnelsen av 1970-tallet samarbeidet han tett sammen med Makoto Kobayashi med å forklare brutt symmetri – også kjent som CP-brudd – i standardmodellen for partikkelfysikk. Maskawa og Kobayashis teori krevde at der var minst tre generasjoner av kvarker, en forutsigelse som ble bekreftet eksperimentelt fire år senere med oppdagelsen av bunnkvarken.