Родился в городе Канадзава префектуры Исикава, в 1892 году окончил Токийский университет. В 1896 и 1897 годах участвовал в наблюдениях полных солнечных затмений. Основатель и директор в 1899—1941 Международной широтной станции (англ.)русск. в Мидзусаве (в настоящее время город Осю). В 1922—1936 годах — руководитель Центрального бюро Международной службы широты.
Основные труды в области исследований движения полюсов Земли и колебаний широт. В 1902 году при обработке наблюдений Международной службы широты первым предложил ввести в формулу для определения координат полюса Земли ещё один член, одинаковый для всех станций наблюдений и не зависящий от их координат, — общее годовое колебание (так называемый член Кимуры, или z-член). Происхождение его пытаются объяснить целым рядом причин, в том числе и ошибками склонений звезд, однако единого мнения на этот счет нет и в настоящее время.
Член Японской академии (1925).
Президент Комиссии N 19 «Изучение колебаний широт» Международного астрономического союза (1919—1935).
Награждён Золотой медалью Королевского астрономического общества (1936) и Орденом Культуры (1937, Кимура был одним из первых кавалеров этого ордена).
В его честь названы кратер на Луне и астероид № 6233.