Takamoto sinh tại Los Angeles, bố mẹ là dân di cư từ Nhật. Ông  tốt nghiệp trung học khi Chiến tranh thế giới thứ hai bắt đầu. Sau đó ông và gia đình bị đưa đến trại Manzanar ở California. Tại đây, ông đã học vẽ tranh minh họa từ những người ở cùng trại. Mặc dù không được học hành chính quy, ông vẫn tham gia một cuộc phỏng vấn với hãng Walt Disney khi quay lại Los Angeles và ông đã được thuê như một người học việc.

Trong sự nghiệp hơn 60 năm của mình, Takamoto đã giúp tạo ra một số nhân vật hoạt hình nổi tiếng cho nhóm sản xuất phim hoạt hình của Disney và Hanna-Barbera, như các nhân vật trong Cô bé Lọ Lem, Peter Pan, Tiểu thư và kẻ lang thang, 101 con chó đốm, The Jetsons và The Flintstones. Và đặc biệt, Scooby-Doo - chú chó nhát gan thích phiêu lưu của ông đã làm khán giả nhiều thế hệ say mê.

Chú chó Scooby-Doo

Trong một buổi trò chuyện gần đây tại Cartoon Network Studios, Takamoto nói ông tạo ra Scooby-Doo sau khi trao đổi với một người nuôi chó giống Great Dane: “Người này đã chỉ cho tôi một số tranh vẽ và nói về những điểm quan trọng của giống chó Great Dane, như lưng thẳng, chân thẳng, cằm nhỏ...Tôi quyết định làm ngược lại, tạo cho chú chó này chiếc lưng gù, chân cong, cằm to. Thậm chí màu của chú ta cũng khác”. Và cái tên Scooby-Doo ra đời từ cảm hứng khi ông nghe đoạn cuối ca khúc "Strangers in the Night” của Frank Sinatra .

Takamoto cũng đã tạo ra nhiều chú chó hoạt hình nổi tiếng khác như Astro trong The Jetsons và Muttley, xuất hiện trong nhiều phim hoạt hình của Hanna-Barbera.

Khi mất, Takamoto đang là phó chủ tịch tại Warner Bros. Animation. Ông đã vẽ phác họa đoạn hoạt hình ngắn The Karateguard trong Tom and Jerry năm 2005 và giúp thiết kế nhiều nhân vật trong loạt phim hiện nay Krypto the Superdog.