1979년 이와테 현 출생. 2002년에 『클락성 살인 사건』으로 제24회 메피스토상을 수상하며 데뷔했다.
시공을 초월한 세계관과 방대한 설정, 매력적인 캐릭터, 대담한 트릭을 사용하는 독특한 작풍을 가진 작가로 유명하며, 데뷔작인 본작은 당시 탈脫 미스터리로 흐르던 메피스토상에서 오랜만에 등장한 본격 미스터리물로 많은 주목을 받았다.

어둡고 진지한 본격물뿐 아니라, 명탐정 오토노 준 시리즈처럼 코믹하고 가볍게 읽을 수 있는 코지 미스터리에도 두각을 드러내고 있으며, 모든 작품에 있어서 빠지지 않는 물리 트릭으로 신본격 작가의 계보를 잇는 차세대 작가로 인정을 받고 있다. 요즘에는 문예잡지 『파우스트』 등에서 단편 작품을 발표하고 있으며, 잡지 『미스터리즈!』에서도 단편을 연재하고 있다.

대표적인 작품으로는 『클락성 살인사건』, 『유리성 살인사건』, 『앨리스 미러성 살인사건』, 『길로틴성 살인사건』, 『석구성石球城 살인사건』 등의 성 시리즈와, 명탐정 오토노 준 시리즈인 『춤추는 조커』, 『밀실에서 검은 고양이를 꺼내는 방법』 등이 있다.

1978년 기후 현에서 태어났다. 어릴 적부터 막연하게 작가가 되는 것을 꿈꿨고, 중학교 시절부터 소설을 쓰기 시작했다. 대학교 2학년 때부터는 자신의 홈페이지에서 소설을 게재했다. 2001년, 『빙과』로 제5회 가도카와 학원 소설 대상 장려상(영 미스터리&호러 부문)을 수상하며 데뷔했다. 졸업 후에도 이 년간 기후의 서점에서 근무하며 글을 쓰다가 도쿄로 나오면서 전업 작가가 된다.

클로즈드 서클을 그린 신본격 미스터리 『인사이트 밀』로 제8회 본격 미스터리 대상 후보, 다섯 개의 리들 스토리『추상오단장』으로 제63회 일본 추리작가협회상 후보와 제10회 본격 미스터리 대상 후보에 올랐다. 판타지와 본격 미스터리가 절묘하게 어우러진 『부러진 용골』로 제64회 일본 추리작가협회상을 수상하였다.

2014년 출간된 『야경』은 제27회 야마모토 슈고로상을 수상했고 나오키상 후보에 올랐다. 또한 이 작품은 ‘이 미스터리가 대단하다!’, ‘미스터리가 읽고 싶다’, ‘《주간분슌》 미스터리 베스트 10’ 일본 부문 1위에 올라 사상 최초로 미스터리 3관왕을 달성했는데, 2015년에는 『왕과 서커스』로 이 년 연속 동일 부문 3관왕을 달성해 작품성과 대중성을 고루 갖춘 미스터리 제왕임을 공고히 했다.

2016년 역시 『진실의 10미터 앞』으로 ‘미스터리가 읽고 싶다’ 1위, ‘《주간분슌》 미스터리 베스트 10’ 2위를 비롯, 각종 미스터리 랭킹에서 상위권을 차지했다. 2021년에는 『흑뢰성』으로 제12회 야마다 후타로상을, 다음 해에는 제166회 나오키상을 수상했다.

‘소시민’ 시리즈는 내면을 숨기고 평범한 소시민으로서 살아가려고 하는 고등학생 고바토 조고로와 오사나이 유키를 주인공으로 하는 연작 미스터리로, 일상의 사건들을 다룬 ‘고전부’ 시리즈와 함께 요네자와의 대표 시리즈로 꼽히는 학원 청춘 미스터리이다.

그 외의 작품으로 『보틀넥』, 『리커시블』, 『안녕 요정』, 『개는 어디에』, 『덧없는 양들의 축연』, 『가연물』, 『요네자와야 책방(米澤屋書店)』 등이 있다.