1957년 도쿄에서 태어났다. 국제상과대학(현, 동경국제대학) 상학부를 졸업한 뒤 조모 신문사에 입사하여 기자로 활동했다. 1991년 《루팡의 소식》으로 제9회 ‘산토리 미스터리대상’ 가작을 수상하면서 십이 년간의 기자 생활을 청산하고 프리랜서 작가로 활동하기 시작했다. <주간소년매거진>의 만화 원작이나 아동서를 집필하며 긴 무명 세월을 보낸 뒤, 1998년 《그늘의 계절》로 ‘마쓰모토세이초상’, 《동기》로 제53회 ‘일본추리작가협회상’ 단편 부분을 수상하는 등 서서히 소설가로서 문단과 언론의 스포트라이트를 받기 시작했다. 2002년 발표한 《사라진 이틀》이 제128회 ‘나오키상’ 후보에 올랐으나, 현실성이 결여된 작품이라는 혹평과 함께 낙선하는 사건을 계기로 나오키상에 결별을 선언했다 하지만 그해 ‘이 미스터리가 대단하다!’ 1위, ‘주간문춘 미스터리베스트10’ 1위를 차지하며 대중의 뜨거운 지지를 얻었고, 2003년 기자 시절의 전쟁 같은 취재 경험을 녹여 쓴 《클라이머즈 하이》가 제1회 ‘서점대상’ 2위에 오르는 등 문단과의 불협화음에 개의치 않고 소설가의 길을 당당히 걸어갔다. 일련의 사건을 겪으며 초심을 돌아보게 된 요코야마 히데오는 2005년, 서랍 속에 잠들어 있던 첫 소설 《루팡의 소식》을 전면 개고하여 십오 년 만에 출간하기에 이르렀다. 과거의 아련한 공기와 현장의 긴박한 분위기를 동시에 포착한 묘사력과 복선에 복선을 거듭하는 스토리텔링으로 “왜 이제야 출간되었는지 모를 일이다!”라는 찬사와 함께 걸작 사회파 미스터리로 박수를 받았다. 건강상의 이유로 긴 공백기를 가진 끝에 2012년 발표한 《64》가 서점가에 돌풍을 일으키며 대형 베스트셀러가 되었고, 제10회 ‘서점대상’ 2위, ‘이 미스터리가 대단하다!’ 1위에 오르며 명불허전의 필력을 증명했다. 그 밖의 작품으로는 《그림자밟기》《종신검시관》《제3의 시효》《얼굴》 등이 있다.