Yuki is geboren op 11 mei 2000 in Japan. Zoals vele coureurs begon Yuki op jonge leeftijd al met karten.
Hij won diverse nationale titels in Japan voordat hij de stap maakte naar de Formule 4. Hij begon zijn carrière in de Japanse Formule 4 in 2017 en won de kampioenschap in 2019.
Na zijn kampioenschap in de Japanse Formule 4, maakte Tsunoda de stap naar de Europese Formule 3. In zijn eerste seizoen eindigde hij op de achtste plaats in de eindstand, met twee overwinningen en vijf podiumplaatsen. In 2020 verbeterde hij zich tot de derde plaats in de eindstand met vijf overwinningen en zeven podiumplaatsen.
In februari 2021 werd bekendgemaakt dat Tsunoda zou debuteren in de Formule 1 voor het AlphaTauri Racing Team. Hij maakte zijn debuut in de Grand Prix van Bahrein in maart 2021 en eindigde als derde, wat hem de jongste coureur maakte die ooit een podiumplaats behaalde in zijn eerste Formule 1-race. Tsunoda heeft laten zien dat hij een veelbelovende coureur is met veel potentieel en wordt gezien als een van de grootste talenten in de Formule 1.
In het seizoen 2021, het debuutseizoen van Yuki Tsunoda in de Formule 1, was zijn teamgenoot bij AlphaTauri Racing Team, de Franse coureur Pierre Gasly. Gasly reed al sinds 2019 voor het team, en was eerder in 2018 al een racecoureur voor het team toen het nog Toro Rosso heette. Hij won zelfs een race in dat seizoen.