Цутому Мидзусима родился 6 декабря 1965 года в городе Мацумото, префектура Нагано, Япония. Он является режиссером анимационных сериалов и фильмов. Начал свою карьеру в мультипликации еще в 1986 году как продюсер и раскадровщик. Окончил среднюю школу красоты.
Цутому начал работать в студии Shin-Ei Animation. Первой его работой стало продюсирование сериала «Дораэмон» в 1986 году. За этим последовала работа над сериалами «Мами-экстрасенс» и «Тимпуй». В 1991 году он стал раскадровщиком сериала Гурман. А в 1994 году состоялся его режиссёрский дебют в фильме «Тайное сокровище Королевства Бури-Бури», там он выступил не только в качестве режиссера, но и сценариста и раскадровщика.
В 2001 году он снял свой первый аниме-сериал «В джунглях все было хорошо, пока не пришла Гуу». В 2004 году участвовал в создании сериала «Genshiken», в одной из серий которого, был автором сценария и раскадровщиком. Наибольшую известность Мидзусиме принёс сериал «×××HOLiC», который выходил с 2005 по 2010 года, в котором он был режиссёром, сценаристом, раскадровщиком и директором картины.
В 2012 году был режиссёром, раскадровщиком серии и титров, а также директором сериала «Another». Одним из самых известных сериалов режиссера является «Девушки и танки», который вышел в 2012 году. В 2013 году Цутому выиграл индивидуальную награду на восемнадцатой церемонии «Animation Kobe». В 2017 году Мидзусима выпустил полнометражный мультфильм «Девушки и танки» с теми же героями.