Tomiyasu từng được mời đến ăn tập ở học viện La Masia của Barcelona vào năm 11 tuổi. Nhưng ở độ tuổi còn quá nhỏ, việc chuyển đến một đất nước xa xôi là khá khó khăn, nên Tomiyasu từ chối lời mời và tiếp tục ở lại Nhật Bản. Sau đó, anh thi đấu cho Avispa Fukuoka trong 2 năm, trước khi lọt vào mắt xanh của đội bóng Bỉ Sint-Truiden vào tháng 1/2018,
Sau hơn 1 năm làm quen với bóng đá châu Âu, anh được coi là một trong những cầu thủ xuất sắc nhất của Sint-Truiden thời điểm đó. Bologna đã nhanh chóng gửi lời đề nghị và đưa Tomiyasu về Serie A mùa hè năm 2019. Tại Bologna, vị trí trung vệ đã quá chật chội, nên Tomiyasu được chuyển sang chơi hậu vệ phải và anh nhanh chóng trở thành một trụ cột trong đội hình của HLV Sinisa Mihajlovic 2 mùa giải qua.
Cựu HLV của Bologna, Marco Di Vaio nhận xét:
"Tomiyasu gây ấn tượng với chúng tôi nhờ kỹ thuật và sự thích ứng nhanh với mọi vai trò ở hàng thủ".
Trong 3 năm trở lại đây, bóng đá Italia đang ngày càng hấp dẫn khi có nhiều HLV theo đuổi bóng đá tấn công. Điều này yêu cầu các hậu vệ ở Serie A phải nhanh nhẹn và có tư duy chiến thuật nhạy bén hơn trước. Tomiyasu không mất nhiều thời gian để thích nghi với sự thay đổi này. Sự linh hoạt cũng là đặc điểm của khá nhiều cầu thủ Nhật Bản khi họ được tiếp xúc với các bài tập chiến thuật từ khi còn nhỏ.
Tại Bologna, Tomiyasu chủ yếu được sử dụng ở vị trí hậu vệ cánh. Khả năng phòng ngự và luân chuyển bóng của anh được đánh giá rất cao. Mùa giải trước, trung bình mỗi trận tuyển thủ Nhật Bản có 3,8 pha không chiến, 1,8 lần đánh chặn. Bên cạnh đó, anh có thể dễ dàng chuyển từ vị trí trung vệ sang cánh phải tùy theo yêu cầu của HLV. Nhờ vậy, Bologna có thể chuyển đổi các sơ đồ khác nhau trong một trận đấu và sử dụng nhiều cầu thủ nhờ sự cơ động của Tomiyasu.
Khả năng thích ứng nhanh của anh cũng được đánh đánh giá cao. Chỉ sau 2 năm thi đấu chuyên nghiệp ở Nhật Bản, Tomiyasu chập chững đến châu Âu, nhưng ngay lập tức chiếm vị trí đá chính ở Sint-Truiden. Chỉ sau 1 mùa giải, Tomiyasu tiếp tục tìm thử thách mới ở Italia, nhưng cũng nhanh chóng làm quen với những đòi hỏi khắt khe về chiến thuật, kỹ thuật đặc trưng của Serie A.