Le nouvel espoir français Jean-Louis Tournadre a profité de ces changements en 1982 et a apporté à Yamaha son premier titre mondial en 250 cm³ en presque dix ans. En 1983, Yamaha a remporté les titres pilote et constructeur avec Carlos Lavado, et a réitéré cette performance en 1984 pour la troisième fois consécutive avec Christian Sarron.
Malheureusement, la mobilisation de la concurrence a mis un terme à la série de titres de Yamaha, malgré les efforts de Yamaha en 1985, 1986 et 1988 pour améliorer la compétitivité de la TZ250.
Dans le même temps, le développement a donné naissance à la machine d’usine YZR250 (0W82) utilisant un moteur bicylindre en V avec une configuration d’allumage simultané et des doubles vilebrequins, construite comme prototype lors du perfectionnement de la YZR500. En 1986, la YZR250 a été alignée dans le Championnat du monde moto en 250 cm³ et dans le Championnat japonais de course sur route. Dans le Championnat du monde moto en 250 cm³, Carlos Lavado a remporté son deuxième titre de pilote, tandis que Shinji Katayama s’est adjugé le championnat japonais.
Dans les années qui ont suivi, les pilotes Luca Cadalora, Juan Garriga et Jean-Philippe Ruggia, au guidon de versions encore améliorées de la YZR250, ont systématiquement terminé parmi les premiers. En 1990, la YZR250 a été équipée d’un moteur bicylindre en V à 90 degrés avec un seul vilebrequin et un balancier de force couplé, qui a conduit Yamaha à relever avec succès un autre défi en remportant le titre dans le Championnat du monde moto en 250 cm³.
À la fin des années 70, le Championnat du monde d’endurance a été lancé en 1980, et 1988 a marqué le début du Championnat du monde de Superbike. Aux États-Unis, les règlements AMA-F1 pour l’épreuve Daytona 200 imposaient des limites au diamètre du carburateur des machines avec un moteur deux temps, notamment la Yamaha TZ750. Ils permettaient également aux motos 1 000 cm³ équipées d’un moteur quatre temps d’être alignées avec les modèles 500 cm³ deux temps. Lors de l’épreuve Daytona 200 de 1980, durant laquelle ces nouveaux règlements ont été mis en œuvre pour la première fois, c’est la TZ750, pilotée par Patrick Pons, qui a remporté la course. L’année suivante, le TZ750 a fait preuve d’une domination sans partage et a terminé neuf fois au premier rang. Au total, 133 motos ont participé à l’édition 1982 à Daytona, mais c’est Graeme Crosby sur une YZR750 (0W31) qui l’a emporté. Par ailleurs, en 1983 et 1984, Kenny Roberts, au guidon de la YZR700 (OW69), une version modifiée de la YZR500 (OW60), s’est imposé et a offert ainsi à Yamaha sa 13e victoire consécutive dans l’épreuve Daytona 200.
En 1985, la Daytona 200 est passée de la catégorie AMA-F1 à la catégorie Superbike, dans laquelle étaient alignées les motos de série dotées d’un moteur à quatre temps (750 cm³ ou inférieur). Cette année-là, Yamaha n’a pas été en mesure de participer en raison de problèmes de préparation. Cependant, Eddie Lawson a amené la FZ750 (20 soupapes, double arbre à cames en tête - DOHC) à la victoire, premier succès majeur de Yamaha avec un modèle quatre temps. Au Japon, la F750 a été remplacée par une nouvelle catégorie 500 cm³ créée en 1981 qui devint la première catégorie du Championnat japonais. Les Yamaha YZR500, Honda NR500 et Suzuki NGT500 ont été alignées sur la grille de départ de courses aussi disputées que celles du Championnat du monde moto, mais c’est finalement Keiji Kinoshita qui a remporté la victoire sur une Yamaha TZ500 de série. Les saisons suivantes ont été marquées par une lutte continuelle entre les pilotes Yamaha et Suzuki, les deux constructeurs occupant les premiers rangs tout au long de la saison.
