Kōsaka inició su carrera en el año 1979 en el estudio Oh!
[1] En 1986 dejó el estudio, convirtiéndose en un freelance, y pronto trabajó en numerosos proyectos en el departamento de animación del Studio Ghibli.
Kōsaka es conocido en Japón como la mano derecha de Hayao Miyazaki,[2] con el que ha trabajado en filmes como El viaje de Chihiro, Howl no Ugoku Shiro.
En 2003 hizo su debut como director con el anime ciclista Nasu: Andalusia no natsu, adaptado del manga de Iō Kuroda y ambientado en la Vuelta a España.
La película se convirtió en el primer anime japonés seleccionado para el Festival Internacional de Cine de Cannes.