Yuki Takahashi desarrolló su talento gracias a una beca de HRC Racing, un programa que coopera con pilotos jóvenes y les ayuda a alcanzar el máximo nivel de competición. El piloto japonés acumuló una considerable experiencia en la categoría del cuarto de litro tras finalizar 11º en 2005 y 6º en 2006. La campaña 2007 se vio condicionada por una lesión en el brazo que le dejó en mermadas condiciones físicas hasta prácticamente el final de esa campaña. En 2008, representó al Scot Team y cerró su etapa en 250cc con un segundo puesto en Valencia y con la quinta plaza final en el Campeonato. En 2009 dio el salto a la categoría de MotoGP con el Scot Racing y con maquinaria Honda pero su campaña se vio truncada cuando la escudería canceló su contrato tras sólo siete carreras alegando restricciones financieras. En 2010 se unió al proyecto de la escudería Tech 3 Racing en Moto2 y aunque consiguió una victoria (Catalunya) y otro podio (Brno) los resultados globales estuvieron por debajo de lo esperado. En 2011 corrió para la estructura Gresini Racing y concluyó la campaña en la 11ª plaza de la clasificación. Este año corre para un tercer equipo de Moto2 y con una tercera moto diferente al unir fuerzas con Forward Racing y ponerse al manillar de una Suter.