在東邦高中畢業(yè)后,山田裕貴為了學(xué)習(xí)戲劇而進入渡邊娛樂學(xué)院,作為6期生畢業(yè)。2010年9月19日,山田裕貴參加了“D☆DATE新成員甄選賽”并進入到最終環(huán)節(jié),但是沒能被選為D☆DATE的成員?？墒?因為他在事前的投票中得到過第一名,所以官方緊急設(shè)立并為他頒發(fā)“D-BOYS部門”大獎。在那之后,山田裕貴與渡邊娛樂簽約。并在同年12月加入了該事務(wù)所的分組團體D2。
山田裕貴2011年,山田裕貴在電視劇《海賊戰(zhàn)隊豪快者》中飾演了“JoeGibken,豪快藍”,從而作為電視演員出道。2012年6月,他主演的個人首部電視劇《D×Town》播出。7月1日,其出演的由AKIRA主演的校園劇《麻辣教師GTO》首播,在劇中飾演了主人公鬼冢英吉的學(xué)生藤吉晃二。2013年3月29日,他參演的由古川雄輝和未來穗香主演的愛情劇《一吻定情》首播,在劇中飾演對女主人公琴子抱有好感的池澤金之助。7月,隨D2團體發(fā)售個人首本寫真集。7月9日,其出演的由廣末涼子主演的愛情劇《starman~這個星球上的戀愛》播出,在劇中飾演女主人公宇野佐和子超市同事安藤。10月,隨D2加入D-BOYS,成為D-BOYS成員。山田裕貴2014年5月10日,他主演的個人首部懸疑電影《Live》上映。6月,參演了本鄉(xiāng)奏多與秋元才加主演的驚悚片《奴隸區(qū)：我和我的23個奴隸》。8月16日,其出演的由登坂廣臣主演的電影《熱血之路》上映,在片中飾演暴走族“Nights”的成員。11月24日,他參演的電視劇《一吻定情2》播出。2015年3月14日,他參演的電視劇《閃爍的愛情》播出。10月21日,其出演的由EXILETRIBE主演的熱血動作劇《熱血街區(qū)》播出,在劇中飾演鬼邪高校的番長村山良樹。山田裕貴2016年4月9日,他主演的電影《暗金爛狗2》上映,在片中飾演轉(zhuǎn)行做非法高利貸的曾經(jīng)黑幫分子安藤忠臣。4月23日,他參演的電視劇《熱血街區(qū)2》播出。5月28日,其出演的由二階堂富美和山崎賢人主演的漫改校園愛情片《狼少女與黑王子》上映,在片中飾演對佐田憐香窮追不舍的花心男。6月25日,他參演的由小泉今日子和二階堂富美主演的電影《傷心往事》上映,在片中飾演單戀女主人公的一個玩樂隊的呆笨帥哥。7月16日,他參演的電影《熱血街區(qū)電影版》上映。8月19日,他主演的個人首次舞臺劇《宮本武藏》開演。8月20日,其出演的由竹內(nèi)涼真與土屋太鳳主演的校園電影《青空吶喊》上映,在片中飾演棒球部成員碓井航太。9月22日,他參演的電影《暗金丑島君3》上映。12月17日,他參演的電影《明日的我與昨日的你約會》上映。山田裕貴2017年1月8日,山田裕貴參演的首部大河劇《女城主直虎》播出。4月19日,山田裕貴與堀井新太,三津谷亮共同主演的電視劇《三個爸爸》首播,他在劇中飾演有著明確的人生規(guī)劃,不允許任何人任何事打破自己的規(guī)劃的羽野恭平。5月13日,他參演的電影《破里拳Polimar》上映。6月3日,他參演的電影《朋友游戲》上映。8月15日,他參演的電視劇《伊藤君AtoE》播出,在片中飾演矢崎莉櫻過去打造的人氣日劇《東京DOLLHOUSE》的主演沖田。8月19日,他參演的動作片《熱血街區(qū)電影版2：天空盡頭》上映。9月1日,他參演的愛情片《第二個夏天,不再遇見的你》上映。9月30日,他參演的科幻動作片《亞人》上映。10月,參演由菅田將暉主演的電影《啊,荒野：前篇》。11月11日,他參演的動作片《熱血街區(qū)電影版3：終極任務(wù)》上映。12月2日,山田裕貴與伊藤健太郎共同主演的電影《出目金》上映。山田裕貴2018年1月26日,他參演的懸疑情感劇《HolidayLove》播出。4月,其出演的由土屋太鳳和菅田將暉主演的漫改電影《鄰座的怪同學(xué)》播出,在劇中飾演海明學(xué)院的富二代優(yōu)等生“山賢”山口賢二。4月11日,其出演的朝日電視臺刑偵劇《特搜9》首播,在劇中飾演年輕刑警新藤亮。7月17,他參演的職業(yè)劇《健康又文明的最低限度生活》播出。10月5日,山田裕貴與齋藤飛鳥共同主演的愛情片《那些年,我們一起追的女孩》上映,在片中飾演每天無憂無慮和小伙伴們過著快樂生活的男主人公水島浩介。2019年4月1日,其出演的由廣瀨鈴主演的晨間劇《夏空》播出,在劇中飾演主人公的幼年好友小畑雪次郎。4月7日,他參演的由原田泰造主演的電視劇《大全力失蹤》播出,在劇中飾演大公司公子白金雅也。7月17日,他參演的電視劇《熱血街區(qū)極惡王：O篇章》播出。10月,主演舞臺劇《終わりのない》,并擔(dān)任座長。10月4日,他參演的動作片《熱血街區(qū)電影版：極惡王》上映,在片中再次飾演鬼邪高校定時制的番長村山良樹。2020年1月,他參演的電影《謊話連篇2》上映；1月6日,其主演的電視劇《世代戰(zhàn)爭》播出,在劇中飾演寬松世代男子柏木悟；1月24日,他主演的愛情劇《班會》播出,在劇中飾演變態(tài)跟蹤狂老師愛田凜太郎；4月8日,他參演的由井之原快彥主演的刑偵劇《特搜9第三季》播出。10月31日,其出演的由田中圭主演的電視劇《消除老師的方程式》播出,在劇中飾演3年D班副班主任瀨田朝日。2021年1月12日,其出演的由藤原龍也主演的校園懸疑劇《青色校警·島田隆平》播出,在劇中飾演成為島田搭檔的后輩刑警,希望失足少年少女能夠重生的三枝弘樹；1月16日,他主演的電視劇《接下來是倫理課。》播出,在劇中飾演在高中為學(xué)生們解決心理問題的倫理課老師高柳；7月,他參演的由北村匠海主演的電影《東京復(fù)仇者》上映。參演《女子警察的逆襲》。2021年,參演電視劇《秘密內(nèi)幕～繼續(xù)戰(zhàn)斗吧！町山署的人們～》。2022年3月4日,其參演的電影《余命10年》上映。2022年3月,參演了《復(fù)仇者斯卡,最后的煉成》；4月6日,在播出的《特捜9》第5季里飾演新藤亮。參演電視劇《心潮澎湃》。12月9日,其主演的電影《夜鳥啼鳴》上映。2023年1月8日,主演的NHK大河劇《怎么辦家康》開播；1月,出演電視劇《女神的教室～legal青春白皮書～》；2023年,出演漫改真人版電影《東京復(fù)仇者2血色萬圣節(jié)篇》。2月3日,出演的電影《東京復(fù)仇者2血色萬圣節(jié)篇》公開正式預(yù)告,本作將于4月21日上映前篇《-命運-》,6月30日上映后篇《-決戰(zhàn)-》。2023年2月10日,山田裕貴將主演4月TBS臺金十劇《PendingTrain-8點23分,明天和你》。2023年5月20日,小松菜奈&坂口健太郎主演電影《余生那些年》官宣定檔全國上映,山田裕貴加盟出演；7月28日,參演的電影《王者天下》第三部《命運之炎》上映；4月21日,參演電視劇《PendingTrain-8點23分,明天和你》播出。11月3日,主演的哥斯拉真人電影《哥斯拉：-1.0》在日本上映。
通過特攝劇《超級戰(zhàn)隊》系列起家的山田裕貴擁有一對妖孽感的鳳眼,長相很帥氣。性格很可愛,平時非常搞笑,也容易犯蠢,但卻是一位很值得信賴的演員,他非常有責(zé)任敢,對待工作很認真,同時也是一位充滿個性的實力派演員。在電影《傷心往事》中,他背著吉他身穿黑色背心,露出線條漂亮的白皙手臂相當(dāng)誘人,劉海扎著小辮又顯得特別萌。他在電視劇《三個爸爸》中也非常吸引人,表現(xiàn)很搶眼。在他主演的電影《那些年,我們一起追的女孩》中,還原了角色形象,很符合人物角色,很高帥。