在東邦高中畢業後，山田裕貴為了學習戲劇而進入渡邊娛樂學院，作為6期生畢業   。2010年9月19日，山田裕貴參加了“D☆DATE新成員甄選賽”並進入到最終環節，但是沒能被選為D☆DATE的成員。可是，因為他在事前的投票中得到過第一名，所以官方緊急設立並為他頒發“D-BOYS部門”大獎。在那之後，山田裕貴與渡邊娛樂簽約。並在同年12月加入了該事務所的分組團體D2   。

演藝經歷

2011年，山田裕貴在電視劇《海賊戰隊豪快者》中飾演了“Joe Gibken/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。

2014年5月10日，他主演的個人首部懸疑電影《Live》上映   。6月，參演了本鄉奏多與秋元才加主演的驚悚片《奴隸區：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EXILE TRIBE主演的熱血動作劇《熱血街區》播出，在劇中飾演鬼邪高校的番長村山良樹   。

2016年4月9日，他主演的電影《暗金爛狗2》上映，在片中飾演轉行做非法高利貸的曾經黑幫分子安藤忠臣   。4月23日，他參演的電視劇《熱血街區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捨的花心男   。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《熱血街區電影版》上映   。8月19日，他主演的個人首次舞台劇《宮本武藏（完全版）》開演   。8月20日，其出演的由竹內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《暗金醜島君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   。

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劃，不允許任何人任何事打破自己的規劃的羽野恭平   。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《朋友遊戲》上映   。8月15日，他參演的電視劇《伊藤君A to E》播出，在片中飾演矢崎莉櫻過去打造的人氣日劇《東京DOLL HOUSE》的主演沖田   。8月19日，他參演的動作片《熱血街區電影版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》。11月11日，他參演的動作片《熱血街區電影版3：終極任務》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   。

2018年1月26日，他參演的懸疑情感劇《Holiday Love》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》播出，在劇中飾演海明學院的富二代優等生“山賢”山口賢二   。4月11日，其出演的朝日電視台刑偵劇《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夥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《熱血街區極惡王：O篇章》播出   。10月，主演舞台劇《終わりのない》，並擔任座長   。10月4日，他參演的動作片《熱血街區電影版：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《世代戰爭》播出，在劇中飾演寬鬆世代男子柏木悟   ；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後輩刑警、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《東京復仇者》上映   。

個人生活

山田裕貴的父親是日本職業棒球隊“廣島東洋鯉魚”的軍內野守備跑壘教練山田和利。

山田裕貴從國小到中學都在打棒球，但是覺得自己不能夠成為職業棒球選手，所以在高中時告別了棒球。