2歳から五日市観音少年野球クラブで野球を始め、カープJrでNPB12球団ジュニアトーナメントに出場した。五日市観音中学校では、「五日市観音シニア」(軟式)に在籍し、エースとして県大会出場。
広島新庄高等学校では一年生からベンチ入り、高校3年時の2013年全国高等学校野球選手権広島大会決勝にて広島県瀬戸内高等学校と対戦し、山岡泰輔と投手戦を演じ、延長15回を無失点完投。規定による引き分けで、決着は2日後の再試合(2013年7月30日)で、9回1失点完投と奮闘したが敗戦した。
甲子園大会には未出場ながら、第26回AAA世界野球選手権大会日本代表に選出され、大会では3試合に登板した。
2013年10月24日、ドラフト会議で読売ジャイアンツから3位指名を受け、契約金5,000万円、年俸600万円(金額は推定)で入団。
巨人の担当スカウトであった益田明典からは『東の松井(裕樹)、西の田口』という評価を与えられ、仮契約時の山下哲治スカウト部長のコメントでも「スライダーとカットボールは本当にレベルが高いし、何年か後には確実に一軍で活躍できる。」と評された。背番号は90。
ヤクルト・高津臣吾監督(54)が今季国内FA権を取得した田口麗斗投手(28)に対しシーズン終盤に直接、残留交渉をしていたことが12日、分かった。「一緒にやりたいと思うし、その意思は伝えました」と話した。
田口は今季から守護神を担い、リーグ2位の33セーブを挙げ防御率1・86。今後について「ゆっくり考えたい」と語るにとどめていた。球団も守護神の慰留につとめ、近々交渉の席を設ける見込みだ。