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在2012年10月25日[[日本職棒]][[選秀會]]中，受到[[北海道日本火腿鬥士隊]]的第一指名<ref>{{cite news| author=吳婷雯| title=火腿強行指名大谷翔平　阪神虎獲藤浪交涉權| url=http://www.ettoday.net/news/20121025/119083.htm| accessdate=2012-11-27| newspaper=ETtoday| date=2012-10-25}}</ref> ，但由於大谷也有著直接挑戰美國[[大聯盟]]的意願<ref>{{cite news| author=吳政紘| title=轉當火腿人？ 大谷翔平：可能性零| url=http://www.nownews.com/2012/10/26/341-2867023.htm| accessdate=2012-11-27| newspaper=ETtoday| date=2012-10-26}}</ref><ref>{{cite news| author=吳婷雯| title=遭日職強行指名 大谷翔平：挑戰大聯盟心意已決| url=http://www.ettoday.net/news/20121026/119231.htm| accessdate=2012-11-27| newspaper=ETtoday| date=2012-10-26}}</ref>，因此最初並未與火腿隊達成入隊協議。但在火腿隊向大谷比較過美日職棒的差異， 並 包括監督[[栗山英樹]]在內的火腿代表團不僅 提出 選秀 一份厚達30頁、從各方面分析亞洲高卒 球員 直接赴美發展之艱困性 的 最 報告書，以說服大谷留在日本發展外，也允諾除 高 規格 額 合約 與讓大谷繼承已 外，還會附帶交付其ダルビッシュ有 赴美 發展 後留下 的 前王牌投手[[達比修有]]的11 「11」 號背號， 以及 與協助大谷投打二刀流雙修等條件，最終跌破各家媒體眼鏡，成功讓大谷點頭簽約加入火腿隊， 達成讓大谷在球季中擔任投打「二刀流」選手的願望後，終於說服大谷 入 留在日本職棒發展。 2016年對大谷而言，是成果豐碩的一季。該季中大谷三度突破了自己所保持的日本職棒最快球速紀錄，將其上推至165km/h；在投球表現上也繳出單季10勝與超水準的防禦率1.86、WHIP0.96的成績。不過大谷最大的突破莫過於前季表現平平的打擊，在該季再度進化，打出生涯新高單季22轟、打擊率.322的精彩表現，幫助所屬的火腿隊贏得太平洋聯盟優勝與日本大賽冠軍。如此投打俱佳的好成績，也使大谷在季後獲選為投手與指定打擊兩部門的年度最佳十人獎得主，成為日職史上首位單季獲得複數座最佳十人獎的球員，並以壓倒性票數贏得洋聯年度MVP。然而大谷於2017年季前受到右腳傷勢影響，不僅辭退第四屆世界棒球經典賽，例行賽更遲至7月才正式出賽。但該季大谷仍達成以「先發投手兼第四棒」的身份出賽之特殊紀錄，並於季後獲得火腿隊同意，直接以小聯盟合約叩關美國職棒，隨即引起美職眾家球團的熱烈競爭。 大谷的挑戰美職宣言，獲得了大多數的大聯盟球團參與角逐。但經由大谷經紀人所提出的問卷調查，在第一輪便篩去大部份球團，僅剩洛杉磯道奇隊、洛杉磯天使隊、西雅圖水手隊、聖地牙哥教士隊、芝加哥小熊隊、德州遊騎兵隊與舊金山巨人等7支球隊獲得實際會面洽談的資格。而大谷爭奪戰也未耗去太多時間，經過一輪洽談後，大谷很快地於12月09日便與洛杉磯天使隊簽下小聯盟合約，正式進軍美國職棒。 大谷在美職的新人年，季前春訓由於打擊表現不佳，初始並不被媒體看好有在大聯盟層級生存的能力；但在開季後便以實質打擊表現堵住各界的質疑，甚至較原先預估的更為理想。然而在投球表現上，大谷在季中便因右手肘尺側副韌帶撕裂而停止投球任務，在球季後半段僅專心擔任打者；但季末由於右肘韌帶出現新損傷，經評估後則是進行了韌帶重建手術，球團之後也僅讓其在2019年賽季繼續專任打者，直至手肘傷勢完全痊癒為止。 該季大谷留下打擊率.286、18支全壘打的成績，另外也於06月14日對坦帕灣光芒 隊 達成完全打擊，為大聯盟史上首位達成紀錄的日本球員，也為第2位達成的亞洲球員 。季末，由於大谷在投手復健時，因左膝先天性髕骨分裂影響到復健進度，所以大谷決定進行手術，該季也提前「進廠維修」，提早為下個球季做準備