Alors que Yamapi enchaîne les dramas dès 1999, ce n’est qu’en 2003 que sa carrière musicale décolle avec la création du groupe NEWS au sein duquel il obtient la place de leader et de chanteur principal. L’objectif était d’en faire une unité temporaire, mais elle obtient rapidement l’attention du public et devient un gros succès national. Aujourd’hui, cela reste l’un des groupes de Johnny les plus populaires.
En 2005, Yamashita est inclus dans une nouvelle unité, Shuji to Akira, avec Kamenashi Kazuya des KAT-TUN, pour la promotion de leur drama « Nobuta wo Produce ». Le groupe se met en pause après deux ans de carrière, mais il continue à jouer une fois par an le 31 décembre.
Le printemps 2006 est l'étape suivante pour Yamashita, puisque ce dernier obtient le rôle principal dans le drama à succès « Kurosagi » et sort son premier single en solo, Daite Senorita. Le titre se classe premier à l’Oricon et se vend à 600 000 exemplaires, deux fois plus que les ventes habituelles de NEWS pour un single. Malgré ce succès, Yamashita annonce ne pas vouloir se lancer définitivement dans une carrière solo et dit vouloir rester membre de NEWS.
A l’été de la même année, Kitty GYM se forme autour de Yamashita et du duo Golf&Mike, deux frères thaïlandais. Ils sont rapidement rejoints par Kitayama Hiromitsu de Kis-my-ft2, Inoo Kei de J.J.Express, Totsuka Shota de A.B.C et Yaotome Hikaru de Ya-Ya-Yah. L’unité temporaire, créée pour supporter les membres de l’équipe japonaise de volley féminin de cette année-là, sort le single Fever to Future sous le nom GYM –initiales des trois membres fondateurs.
A la grande joie des fans de Yamapi, ce dernier sort le 18 novembre 2009 un nouveau single solo, loveless, bientôt accompagné d’un PV. De novembre à janvier, le chanteur se lance dans sa première tournée en solo, TOMOHISA YAMASHITA First Solo SHORT BUT SWEET ~Mijkai keredo ii jikan wo~.
Le reste de l’année 2010 voit Yamashita occupé par ses activités au sein de NEWS, mais il trouve néanmoins le temps d’enregistrer au printemps son nouveau single One in a million, qui sort au mois de juillet. Dans l’optique de sa prochaine tournée internationale en 2011, Yamashita part ensuite jouer en Chine, où la réponse des fans est si positive qu’il décide d’ajouter une seconde date à sa tournée de janvier.
A côté de la sortie en janvier 2011 de son premier album solo, SUPERGOOD, SUPERBAD, et du single Hadakanbo, Yamashita jouera donc à Hong Kong à partir du 29 janvier. Il se produira ensuite à Taipei en mars, puis en Corée et en Thaïlande en avril. Il prévoit de finir sa tournée en Corée, où la date n’est toutefois pas encore fixée.
Bien que des rumeurs aient fusé concernant son probable départ de NEWS dans le but de poursuivre sa carrière solo à plein temps, le chanteur a annoncé qu’il n’en avait aucune intention et qu’il préférait rester mentor et membre de ce groupe très populaire.
