Tras licenciarse en el Departamento de Bellas Artes por la Universidad de Arte de Tama de Setagaya, Tokio, Imaishi se unió al estudio de animación Gainax como animador en 1995 y trabajó en Neon Genesis Evangelion. Algunos de sus primeros trabajos incluyen la dirección de animación, storyboards y animación principal del episodio 5 de FLCL, Diebuster, Oval X Over, y la animación del ending de Paradise Kiss. Imaishi es también conocido por sus escenas "manga" en Kare Kano y FLCL. En 2004 dirigió Dead Leaves, una película de anime producida por el estudio de animación Production I.G, y el primer episodio de Re: Cutie Honey.

Su debut como director de anime televisivo fue en Tengen Toppa Gurren Lagann (2007).^[1]​ El anime recibió el Premio Excellence en el Japan Media Arts Festival de 2007,^[2]​ y el propio Imaishi recibió un premio individual en el Festival de Animation Kobe.^[3]​ En 2008, el anime recibió los premios de "mejor producción de televisión" y "mejor diseño de personajes" del Tokyo International Anime Fair.^[4]​ Su último trabajo como director en Gainax fue , en 2010, el anime Panty & Stocking with Garterbelt. En 2011, Imaishi dejó Gainax para formar un nuevo estudio, Trigger, junto con Masahiko Ohtsuka y otros. Su primer trabajo animado en Trigger fue Kill la Kill.

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• Neon Genesis Evangelion (Dibujó la animación de los episodios 25, 26)
• SlayersNEXT (Realizó dibujos para los capítulos 22, 26)
• VS Knight Lamune & 40 Fire (Realizó dibujos para el capítulo 23)

• Mach GoGoGo (Realizó dibujos para el primer y segundo opening y para los capítulos 4, 34)
• The King of Braves GaoGaiGar (Realizó dibujos para los capítulos 28, 30)
• Slayers TRY (Realizó dibujos para los capítulos 1, 6 y 14)
• Battle Athletes Victory (Realizó dibujos para los capítulos 9, 23)
• Virus Buster Serge (Realizó dibujos para los capítulos 1, 4, 11)
• Kodocha (Realizó dibujos para los capítulos 54, 75)
• Lupin III Especial Televisivo (Realizó dibujos)
• Neon Genesis Evangelion, versión cinematográfica The End of Evangelion (episodios 25 y 26)
• Kare kano
  • Realizó el guion del capítulo 19
  • Realizó dibujos a carboncillo para los episodios 1(Colaboró),3, y 19)
  • Dirigió y supervizó los dibujos de los capítulos 3, 10, 11, 19
  • Realizó dibujos para los capítulos 3, 25, 26
  • Dibujó el tomo primero del manga
• Weiß Kreuz (Realizó dibujos para segundo opening)
• Generator Gawl (Realizó dibujos para los capítulos 1, 2)
• Neon Genesis Evangelion, formato vídeo (ep. 23)
• Lupin III TOKYO CRISIS (Dibujo)
• Darkstalkers La Serie (Realizó dibujos para el capítulo 4)
• Shin Getter Robo Realizó los dibujos de Shin Getter Robo de la serie Getter Robo en el capítulo 2

• Microman TVAnime
• Medabots
• Dai-Guard
• Wild Arms: Twilight Venom

• FLCL
• Magical Doremi (Realizó dibujos del Opening)
• Gensō Suikogaiden (Realizó dibujos del Opening)

• Mo-tto! Magical Doremi
• PaRappa the Rapper
• Lupin III
• Shaman King
• Mahoromatic
• Hellsing (Realizó dibujos del opening)
• Captain Kuppa
• Juego de PS2 Wild Arms 3 (Realizó dibujos del opening)

• Abenobashi Mahō☆Shōtengai
• TRAVA First★Planet
• Anime Tenchō

• Petite Princess Yucie
• Gad Guard
• Juego de PS2 Tales of Symphonia
• Lupin III
• Cromartie High School
• Fullmetal Alchemist (Realizó dibujos del episodio 22)
• Poporo kuroisu Anime

• Dead Leaves (debut como director)
• Jubei-chan La chica ninja
• Cutie Honey
• Kono Minikuku mo Utsukushii Sekai Este feo y bello mundo
• Samurai Champloo (Realizó los dibujos del Opening, del ending y del capítulo 7)
• Gunbuster 2

• One Piece La película: El hombre de Omatsuri y la isla secreta
• OVAL×OVER (Dirección)
• Kore ga Watashi no Goshūjin-sama o He is My Master
• Absolute Boy
• Paradise Kiss
• Black Cat
• Juego de PS2 Namco × Capcom (Dirección del opening)
• Juego de PS2 Musashi: Samurai Legend

• El Gladiador (robot) (Realizó dibujos para los capítulos 1 y 13)

• Tengen Toppa Gurren-Lagann (Director)
• Hayate no Gotoku! Dibujos del capítulo 39

• Sayonara Zetsubō Sensei (Storyboard [ep 9])
• Rosario + Vampire (Animación [ep 10])
• Gundam 00 (Animación [ep 25])
• Yatterman (Animación [eps 12, 54)
• Tengen Toppa Gurren-Lagann -Childhood's End- (Director, Director de animación (Mecha))
• Shikabane Hime (Animación [OP, ep 5])

• Tengen Toppa Gurren-Lagann -The Lights in the Sky are Stars- (Director, Director de animación (Mecha))
• Evangelion: 2.0 You Can (Not) Advance (Animación)
• Tadaima Okaeri (Animación principal)
• Professor Layton and the Eternal Diva (Storyboard)

• Panty & Stocking with Garterbelt (Director)
• REDLINE (Animación)

• Bibliotheca Mystica de Dantalian (Storyboard [ep 6])
• Kamisama Dolls (Animación [ep 13])
• The Idolmaster (Storyboard [ep 15])

• Kill la Kill (dirección)

• Inou Battle wa Nichijou-kei no Naka de

• Uchū Patrol Luluco

• OK K.O.! Let's Be Heroes

• Promare (Director)

• Star Wars: Visions (Ep 3, Director)

• Cyberpunk: Edgerunners (Director)

• Gainax
• Yoshinori Kanada
• Atsushi Nishigori

• Vida y obras Hiroyuki Imaishi (en inglés)
• Hiroyuki Imaishi en la enciclopedia Anime News Network (en inglés)
• Hiroyuki Imaishi en Internet Movie Database (en inglés).