1948년 전신인 토카이 전자 연구소가 창업했고, 1953년 호리우치 헤이하치로가 하마마쓰 TV를 세워 첫 비디오 카메라를 개발했다(Hamamatsu Photonics History). 1959년 주력 제품이 될 첫 광전자증배관(PMT)을 내놨다. 1970년 전자관·고체·시스템 사업부로 조직을 개편했으나 오일 쇼크로 재정난을 겪었다.
1981년 카미오칸데 검출기용으로 세계 최대인 20인치 PMT를 개발했고(greg.org), 1983년 사명을 하마마쓰 포토닉스로 바꿨다. 1987년 이 PMT가 쓰인 카미오칸데 실험이 초신성 중성미자를 처음 검출했고, 2002년 고시바 마사토시 교수가 그 공로로 노벨 물리학상을 받았다. 1996년에는 도쿄 증권거래소에 상장했다.
2017년 레이저 구동 광원 업체 Energetiq Technology를 약 4천2백만 달러에 인수했다(optics.org). 2023년 매출이 전년 대비 줄었고, 2024년 NKT Photonics 인수를 마무리해 파이버 레이저와 광결정 광섬유 기술을 더했다. 2026년 이 자회사를 하마마쓰 포토닉스 A/S로 바꿔 레이저·광섬유 사업부로 재편했고, 야쿠모와 양자 컴퓨팅 파트너십을 맺었으며 자사주 1,500만 주를 200억 엔에 매입한다고 발표했다(PitchBook).
✦부품 한 종류의 성능을 끝까지 밀어붙인 결과가 노벨상 실험과 회사의 기반을 동시에 만들었다.