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2009年のドラフト会議で横浜ベイスターズ(現横浜DeNAベイスターズ)から1位指名を受け入団。ルーキーイヤーの2010年には早くもプロ初本塁打を記録。
2014年シーズンからは主力打者としてレギュラーに定着。三塁手から外野手（左翼手）にコンバートされ111試合に出場、打率.300、22本塁打、77打点、得点圏打率は両リーグトップの.416と好成績を残した。
2015年シーズンからは4番打者として出場を続け、2016年には史上初の3試合連続マルチ本塁打（1試合に2本以上の本塁打）を記録し、本塁打王・打点王の2冠に輝くなど、リーグを代表する打者に成長し、2017年のWBCでは侍ジャパンの4番も務めた。
2019年シーズン終了後にポスティングシステムによりMLBへ挑戦を表明。MLBでは、タンパベイ・レイズ、ロサンゼルス・ドジャース、ピッツバーグ・パイレーツと3球団を経て、現在はテキサス・レンジャーズとマイナー契約し、MLBへの挑戦を続けている。
現役選手としてMLB挑戦を続ける一方で、2021年に故郷である和歌山県橋本市に「TSUTSUGO SPORTS ACADEMY（筒香スポーツアカデミー）」を、自費で建設開始し、野球のみならずスポーツの普及にも尽力している。