Yuki Matsuzaki, né à Miyazaki au Japon, a commencé sa carrière d'acteur à l'âge de 7 ans dans une petite troupe de théâtre qui se produisait pour les enfants. Il a joué plus de 50 spectacles dans des théâtres locaux jusqu'à ses 18 ans. Après son diplôme de fin d'études secondaires, il a décidé de consacrer sa vie au théâtre et s'est installé à New York pour devenir un acteur accompli capable de jouer aussi bien en anglais qu'en japonais. À son arrivée, tout son argent lui a été volé et il s'est retrouvé à la rue. Pour survivre, il a commencé à se produire dans les rues de Times Square où, après sa première journée de 8 heures de performances, il avait récolté seulement 4 dollars.
Toute son endurance et son travail acharné ont été récompensés quand Edward Zwick l'a engagé pour Le Dernier Samouraï (2003). Il a ensuite décroché des rôles dans des films comme Drunken Sword (2005) et Roku (2005). Clint Eastwood l'a ensuite choisi pour incarner Nozaki dans Mémoires de nos pères (2006). Eastwood appréciait particulièrement Yuki pour sa préparation unique. Pour se préparer à son rôle, Yuki s'est nourri uniquement de céleri et d'eau pendant cinq semaines pour expérimenter la famine, s'est enfermé dans des placards et des salles de bain sombres pour recréer l'atmosphère claustrophobique des scènes de combat dans les grottes. Après Mémoires de nos pères (2006), NBC a proposé à Yuki un rôle de co-vedette dans leur série à succès Heroes (2006/II).
En 2009, Matsuzaki a joué aux côtés de Steve Martin, Andy Garcia, Alfred Molina et Aishwarya Rai en tant que membre d'une équipe internationale de rêve de détectives dans La Panthère rose 2 (2009).