Después de seis años en el Urawa, el 23 de diciembre de 2010, emigró al fútbol alemán para fichar por el Bayer Leverkusen, que inmediatamente lo prestó al Augsburgo de la 2. Bundesliga.[2] Luego de conseguir el ascenso a la máxima división de Alemania, anotó su primer tanto en la Bundesliga el 9 de septiembre de 2011, precisamente ante el Leverkusen. Después de mantener la categoría con el Augsburgo, Hosogai regresó al Bayer Leverkusen para la campaña 2012-13. Disputó un total de 23 encuentros y al final de la temporada fichó por cuatro años con el recién ascendido Hertha Berlín.[3]
Con los Samuráis Azules fue parte del combinado que logró un histórico triunfo por 1-0 de su país sobre Argentina en octubre de 2010 y en enero se coronó campeón de la Copa Asiática celebrada en Catar, competición en la cual anotó su primer gol con la camiseta nacional en semifinales frente a Corea del Sur.[6]