Entre sus obras se encuentra Tetsujin 28-gō, precursora del género mecha, robots gigantes.
Yokoyama nació en Kōbe, aunque pasó su infancia en la prefectura de Tottori con su familia para evacuarse de la Segunda Guerra Mundial.
En su adolescencia leyó Metrópolis, de Osamu Tezuka, lo cual hizo que decidiera ser un mangaka profesional.
En 1956 comenzó a publicar Tetsujin 28-go, que tuvo un gran éxito.
Yokoyama murió en un incendio en su casa de Tokio.