19 сентября 2010 года Ямада Юки стал одним из шести финалистов на прослушивании в D*DATE - только начинающую своё существование поп-группу из четырёх участников актёрской группы D-BOYS, агентства Watanabe Entertainment. Но, несмотря на то, что он получил Гран-При, в группу выбрали другого – Хории Арата.
В итоге, в декабре 2010 года, Ямада Юки официально вошел в состав актерской группы D2 агентства Watanabe Entertainment. D2 более молодая по возрасту участников и по времени создания актерская группа – была образована в сентябре 2009 года, тогда как первая актерская группа – D-boys – создана в 2004 году. Таким образом, Юки все же получил возможность осуществить свою мечту - стать актёром.
В 2011 году он дебютировал на телевидении в роли Джо Гибкена в юбилейном, 35-ом сезоне Kaizoku Sentai Gokaiger.
В мае 2012 года Ямада Юки был утвержден на роль Фуджиёши Коджи в дораме «Великий Учитель Онидзука», ремейке одноименного популярного сериала 1998 года.