Né à Kyoto en 1928 dans une célèbre famille de peintres, son père est collectionneur de céramiques et calligraphies japonaises anciennes. Dès l’âge de 13 ans, il commence à peindre puis suivra les cours de l’Ecole des Beaux-Arts de Kyoto entre 1945 et 1949. Il obtient en 1957 le Grand Prix du Nitten, Salon de l’Académie, où il exposera à plusieurs reprises.
En 1952, il effectue son premier voyage en Europe et visite l’Italie, l’Espagne et la France où il passera plusieurs mois et fera la connaissance de ses compatriotes : Tabuchi, Imai, Sato et Sugai. Il est très impressionné par l’art contemporain français qu’il découvre, mais c’est le travail de deux artistes en particulier - Dubuffet et Marino Marini - qui l’incite à rompre avec la peinture japonaise classique.
Il s’installe à Paris à partir de 1955 et y demeurera jusqu’en 1965. Pendant cette période, il s’établit à la Grande Chaumière dans l’atelier de Goetz, et se lie avec Sam Francis, Riopelle, Soulages et Zao Wou-Ki. Dès 1957, il expose au Salon de Mai, date à laquelle sa peinture devient informelle. « Elle se caractérise par une écriture dynamique faisant intervenir des éclaboussures colorées d’essence orientale, et dont la gestualité, tout en évoquant le mouvement des éléments, s’intègre à l’expressionisme abstrait européen» Lydia Harambourg (L’Ecole de Paris 1945 -1965, Dictionnaire des Peintres, p.148). Représenté par la galerie Stadler de 1957 au début des années 1960, il est considéré comme l’une des figures du mouvement Gutai.
A partir de 1965 son travail évolue. Il se détache de l’abstraction lyrique des informels européens et se dirige vers une nouvelle recherche : il divise ses toiles en plusieurs parties, utilise des collages en forme de plissés parallèles, se concentre sur des couleurs contrastées et des formes géométriques. Puis à partir des années 70, il s’oriente vers un néo-constructivisme. Domoto meurt en 2013 à l’âge de 85 ans.