Tháng 2/1995, Yamaha ra mắt mẫu xe máy đầu tiên YA-1. Gặp khó khăn khi tiếp cận thị trường, hãng đã nảy ra ý tưởng thành lập đội đua tại giải leo núi Phú Sỹ. Với mệnh lệnh: “Bắt buộc phải thắng”, đội thi đã chứng minh sức mạnh động cơ và tạo danh tiếng cho Yamaha với ngôi vị quán quân.

Tiếp nối thành tích trong nước, năm 1958, Yamaha tiến đến đường đua quốc tế là Catalina GP - giải đua uy tín nhất bờ Tây nước Mỹ. Lần đầu tiên tham dự MotoGP, đội Yamaha về đích với vị trí thứ 6 cùng chiếc YD Racer 250 cc. Sau đó, hãng giành giải Daytona Grand Prix tại Mỹ và đến châu Âu tham gia World GP.

Chiếc YA-1 cùng đội Yamaha chiến thắng tại giải leo núi Phú Sỹ năm 1955.

Thời kỳ đầu, Yamaha tham gia ở phân khúc 2 thì 500 phân khối với chiếc YZR500 cùng 2 tay đua Max Biaggi, Carlos Checa. Trong đó, Biaggi có 9 lần về nhất trong giai đoạn 1999-2002. Năm 2002, MotoGP bắt đầu kỷ nguyên mới xe 4 thì, hãng liền tạo ra YZR-M1 có động cơ 990 phân khối. Để phù hợp với những tiêu chuẩn mới của giải, xe điều chỉnh thành động cơ 800 phân khối rồi 1.000 phân khối như hiện nay. Trong mùa đầu tiên năm 2002, M1 do Max Biaggi cầm lái có 2 vòng về nhất, giành vị trí thứ 2 chung cuộc và giúp Yamaha giành giải nhất ở hạng mục nhà sản xuất. 

Đồng hành với Yamaha trên mọi cung đường MotoGP là Valentino Rossi - tay đua có biệt danh “The Doctors” và số hiệu 46. Thời kỳ 2004-2009, anh luôn đạt vị trí cao nhất với M1. Năm 2005 M1 tiếp tục cùng Yamaha lập hattrick với chức vô địch của Valentino Rossi, 2 giải đội đua và nhà sản xuất tốt nhất cho hãng. Trong năm 2010 và 2015, M1 cũng giúp Jorge Lorenzo và Valentino Rossi giành thứ hạng cao nhất trên bảng xếp hạng MotoGP. Rossi và Lorenzo đều thừa nhận chiến thắng mà họ giành được, bên cạnh khả năng và bản lĩnh cá nhân là sự hỗ trợ từ những chiếc xe tăng tốc mạnh mẽ trên đường thẳng và duy trì ổn định ở vòng cua gấp.

M1 đóng góp cho thành công của tay đua người Italy từng 9 lần vô địch Grand Prix.

M1 (viết tắt của Mission One) thể hiện nhiệm vụ phải đứng đầu của Yamaha. Trong quá trình chế tạo, các kỹ sư gặp rất nhiều khó khăn và thách thức. Đầu tiên, hệ thống khung sườn phải nhẹ nhưng đủ độ cứng, cấu tạo hình học nâng đỡ động cơ lớn. Tiếp theo là quá trình liên tục thử nghiệm hệ thống phanh, giảm xóc, điều khiển trung tâm điện tử.

Từ 2015 đến nay, Yamaha giới thiệu YZR-M1 - mẫu xe tối tân sử dụng động cơ 4 xi-lanh thẳng hàng, làm mát bằng chất lỏng với dung tích 1.000 cc. Xe có công suất hơn 240 mã lực và hộp số 6 cấp và nặng 160 kg cho vận tốc tối đa trên 330 km/h. YZR-M1 được trang bị bộ khung delta box ống nhôm kép và động cơ tinh chỉnh cho khả năng chạy nhanh và ổn định hơn.

YZR-M1 cùng Valentino Rossi và Jorge Lorenzo chinh phục những thứ hạng cao trên đường đua MotoGP.

YZR-M1 có hệ thống phanh Brembo với bánh trước tùy chọn cặp đĩa phanh carbon 320 mm hoặc 340 mm, 4 piston kẹp phanh trên mối đĩa; phanh sau với đĩa đơn cùng cặp piston kẹp phanh. Ngoài ra, hãng còn lắp đặt hệ thống giảm xóc của Ohlins và cặp lốp đua hiệu suất cao đặc chủng được sản xuất bởi Bridgestone.

Exciter 150 GP, FZ 150i GP là những mẫu xe được ưa chuộng nhờ danh tiếng của đội đua Yamaha tại MotoGP.

Qua 14 mùa MotoGP, đội đua Yamaha đạt thành tích nổi bật: 6 mùa nhất chung cuộc, Rossi bước lên bục vinh quang 4 mùa và Lorenzo 3 mùa. M1 gây tiếng vang trên toàn thế giới đến mức những phiên bản xe thương mại bình dân sở hữu “màu xanh GP” đều được yêu thích và có số lượng bán vượt trội.

YZF-R3 có thiết kế lấy cảm hứng từ môtô M1 với những đường nét góc cạnh, đậm chất thể thao.

Thành công tại MotoGP giúp hãng xe Nhật tạo nên danh tiếng trên những giải đấu lẫn thị trường xe máy thế giới, đồng thời tạo thêm nguồn động lực, sức ép cho Yamaha liên tục nghiên cứu, phát triển công nghệ. 61 năm theo đuổi đường đua MotoGP, những cải tiến công nghệ tại các cuộc đua được kế thừa và áp dụng vào những mẫu xe thương mại. Nhờ đó, người dùng của Yamaha luôn có được trải nghiệm như các tay đua thực thụ.