ยูกาวะ เกิดที่โตเกียว ประเทศญี่ปุ่น เติบโตที่เกียวโต และจบการศึกษาจากมหาวิทยาลัยเกียวโตในปี 1929 จากนั้น ทำหน้าที่เป็นอาจารย์ที่มหาวิทยาลัยเกียวโตเป็นเวลา 4 ปี โดยหลังจบการศึกษา ยูกาวะสนใจงานด้านฟิสิกส์เชิงทฤษฎี โดยเฉพาะฟิสิกส์อนุภาค จากนั้นในปี 1932 ยูกาวะแต่งงานกับซูมิ มีบุตรชาย 2 คนคือ ฮารูมิ กับ ทากาอากิ ในปี 1933 ยูกาวะย้ายมาดำรงตำแหน่งผู้ช่วยศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยโอซากะเมื่ออายุได้ 26 ปี

ในปี 1935 ยูกาวะเผยแพร่งานวิจัยเรื่องทฤษฎีของเมซอน ซึ่งอธิบายอันตรกิริยาระหว่างโปรตอนกับนิวตรอน และเป็นงานวิจัยชิ้นแนวหน้าในสมัยนั้น จากนั้นในปี 1940 ยูกาวะได้ย้ายไปดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยเกียวโต และในปี 1949 ย้ายไปดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์ประจำมหาวิทยาลัยโคลัมเบีย ประเทศสหรัฐอเมริกา ซึ่งในปีเดียวกันนั้นเอง ยูกาวะได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ จากการที่นักวิทยาศาสตร์ค้นพบอนุภาคไพออนตรงตามที่ยูกาวะได้ทำนายไว้เมื่อปี 1947

ยูกาวะยังเป็นบรรณาธิการหนังสือเรื่อง Progress of Theoretical Physics และเผยแพร่หนังสือเรื่อง Introduction to Quantum Mechanics ในปี 1946 และ Introduction to the Theory of Elementary Particles ในปี 1948

ยูกาวะเกษียณอายุจากตำแหน่งศาสตราจารย์เกียรติคุณแห่งมหาวิทยาลัยเกียวโตในปี 1970 ก่อนจะเสียชีวิตที่บ้านในเขตซาเกียว เกียวโต เมื่อวันที่ 8 กันยายน ค.ศ. 1981 ด้วยโรคปอดอักเสบและหัวใจล้มเหลวในวัย 74 ปี สุสานของยูกาวะตั้งอยู่ที่แขวงฮิงาชิยามะ นครเกียวโต