Setelah menjalani debut balapan dunia di Catalina GP di Amerika Serikat tahun 1958, langkah selanjutnya berkompetisi perdana di Road Racing World Championship Grand Prix yaitu di Grand Prix Perancis, Mei 1961.
Dua tahun sesudahnya di 1963, Fumio Ito meraih kemenangan GP pertama untuk Yamaha di Grand Prix Belgia, menggunakan RD56 di kelas 250 cc.
Lalu tahun berikutnya, gelar juara untuk pebalap dan konstruktur diraih Yamaha untuk pertama kalinya lewat Phil Read di kelas 250 cc.
Di dunia balap, Yamaha juga berkontribusi dalam mengembangkan para pebalap muda.
Selain itu, tentunya pengembangan teknologi juga dilakukan melalui motor balap dan menjadikannya prioritas utama untuk mengambil hasilnya yang bermanfaat bagi model produksi.
Pada Februari 2021, Yamaha mengumumkan akan terus bersaing di MotoGP selama lima tahun lagi, 20222026. Saat ini, Yamaha sudah berhasil mengoleksi 511 kemenangan di grand prix dunia.
Di kelas MotoGP, sudah ada 116 kemenangan dan kelas 500 cc ada 120 kemenangan. Ditambah lagi kelas 350 cc dengan 63 kemenangan, kelas 250 cc dengan 165 kemenangan, dan kelas 125 cc dengan 47 kemenangan.
Selain itu, sudah diraih juga 38 gelar untuk pebalap, 37 gelar untuk pabrikan, dan 7 gelar untuk tim.