El Dr. Shimokawa se graduó en la Universidad de Kyushu en 1979 y obtuvo los títulos de MD y PhD en la Universidad. Estudió biología vascular en la Clínica Mayo en 1985-1987 y fue nombrado profesor asistente de la Universidad de Kyushu en 1991, y luego profesor asociado en 1995. En 2005, fue nombrado profesor y presidente del Departamento de Medicina Cardiovascular. Escuela de Graduados en Medicina, Universidad de Tohoku. En 2020, fue nombrado vicedecano de la Escuela de Graduados de la Universidad Internacional de Salud y Bienestar, mientras que también se desempeña como profesor visitante en la Universidad de Tohoku.
Ha realizado una serie de investigaciones traslacionales innovadoras en medicina cardiovascular tanto básica como clínica, incluyendo anomalías funcionales coronarias (por ejemplo, vasoespasmo coronario y angina microvascular), funciones endoteliales, desarrollo de tratamientos innovadores con ondas sonoras y estudios epidemiológicos sobre enfermedades de las arterias coronarias y enfermedades de fallo cardíaco. Ha recibido los premios de la Sociedad Japonesa de Circulación (JCS) en 1999, la Asociación Estadounidense del Corazón (AHA) en 2006 y la Sociedad Europea de Cardiología (ESC) en 2014. Actualmente, se desempeña como coeditor de la revista europea Heart Journal (ESC) y editor invitado del International Journal of Cardiology. Es uno de los 10 miembros fundadores de COVADIS (Grupo de Estudio Internacional sobre Trastornos Vasomotores Coronarios) en 2012. También se desempeñó como presidente de la Asociación Japonesa de Medicina Específica de Género de 2012 a 2022. Recientemente creó la Asociación Japonesa de Disfunción Microvascular Coronaria (J-CMD) para promover la práctica y la investigación de la DMC en Japón y en el extranjero.