飛行機プロペラなどの軍需生産のための製造設備の平和利用を目的とし、日本楽器製造（現ヤマハ）社内でのオートバイ生産を開始、1955年（昭和30年）7月1日に日本楽器製造から分離されるかたちで、オートバイ製造販売業としてスタートした。この関係でヤマハと同様の「YAMAHA」ロゴや、円の中に音叉が3つ組み合わさったマークを使っているが、どちらも細部に違いがある（次節で解説）。ヤマハ発動機における2017年12月の売上高構成比は、連結ベースで北米が21.4%、欧州が12.8%、アジアが43.9%、日本が10.2%、その他が11.7%である。

2005年度（平成17年度）の決算ではヤマハとの比較でヤマハ発動機の売上高が倍以上の数字となっている。こうした時価総額の関係およびヤマハが持分法適用会社としていることから、間接的買収の対象となりやすい状況にあった。このため2007年（平成19年）5月にヤマハがヤマハ発動機の株式を売却することにより、ヤマハの持分法適用対象から外れた。一方、ヤマハ発動機がヤマハの株式を5%取得することになり、2017年（平成29年）5月現在5.5%を保有している。

一般によく知られているオートバイ・スクーターなどの自動二輪車部門だけでなく、ボート、船外機、漁船、ヨット、マリンジェットなどのマリン製品、スノーモビル、バギー、サイド・バイ・サイド・ビークルなどのレジャービークル、電動自転車、電動スクーターなどのEV、産業ロボット、表面実装機などの産業機器、ヒロボーとの共同開発による農業用無線操縦ヘリコプター「RMAX」、さらには除雪機、発電機、プール設備など様々な製品を展開している。

自動車関連では、従来よりエンジンの生産請負をしてきたトヨタ自動車の他にも、販路をフォードグループへ拡大。ハイパフォーマンスV型エンジン「SHO」（Super High Output）を開発し、トーラス等に採用している。また、パフォーマンスダンパーと呼ばれる車体性能向上装置や相互連携ショックアブソーバシステムなどを開発している。自社ブランドによる自動車事業への参入も何度か検討され、1992年発表のOX99-11では実際に発売寸前まで事業が進められたこともある。2013年11月には試作車「MOTIV」の公開とともに自動車事業への参入の意向が改めて示された。

社員による人力飛行機チーム「チーム・エアロセプシー」が存在し、過去に『鳥人間コンテスト選手権大会』（読売テレビ）で彦根市から琵琶湖西岸まで到達する記録を残した。現在は鳥人間コンテストへの参加こそ行っていないがチーム自体は存続しており、2013年には人力飛行機による飛行距離の世界記録へ挑戦する予定がある。

また、2008年（平成20年）の中華人民共和国、四川大地震における支援活動の功績により、2010年（平成22年）に紺綬褒章を授与されている。

クラリベイト・アナリティクス（旧トムソン・ロイター）は「トップ100 グローバル・イノベーター2016」で同社を選出した。6回目となる今回は、日本企業が躍進。分離独立元のヤマハのほか、ソニー、富士通、オリンパス、トヨタ自動車など34社が選出されている。

2014年（平成26年）、日本取引所グループと日本経済新聞が「財務や経営が優秀な上場企業の上位400社」として選定しインデックス化するJPX日経インデックス400の構成銘柄に採用される。以降、2017年まで4年連続して構成銘柄として採用されている。

2016年（平成28年）8月1日よりシャープに変わり日経平均株価の銘柄に採用される。

2016年（平成28年）10月5日に二輪車最大手のホンダと国内の排気量50ccのスクーターの生産、開発で提携の検討を始めたと発表した。

2016年（平成28年）12月7日に汎用エンジンにおいて、富士重工業（現・SUBARU）の一部技術資産と米国販売子会社を譲受することを発表した。2017年（平成29年）9月末でSUBARUの事業が終息するため、譲渡完了は2017年10月1日付けとなる。

2017年（平成29年）4月、産業用ドローンのベンチャー企業との提携、および農機中堅のやまびこと農薬散布ドローンの開発・販売で提携すると発表した。

2017年（平成29年）11月7日にヤマハ発動機とヤマハは、産業用ロボットの遠隔管理システムパッケージを共同開発し、2018年度内の発売を目指すと発表した。これにより、ヤマハ発動機はFA(ファクトリーオートメーション)領域におけるIoTビジネスへ本格的に参入するという。