La primera moto de competición, la YZR500 OW20, con un motor de cuatro cilindros en línea de dos tiempos refrigerado por líquido, fue producida por Yamaha en 1973. Le siguió una versión de 700 en 1974, con la que Patrick Pons terminó segundo en el campeonato europeo de 750. Yamaha produjo entonces la famosa 750 OW31, diseñada para competir en el Campeonato Mundial de Velocidad y en las 200 Millas de Daytona.
El motor de la 0W29 de 1975 se aumentó a una cilindrada de 748cc y el chasis contaba con una suspensión de Monocross y un diseño de silenciador 1 arriba, 3 abajo. La 0W31, introducida en 1976, se desarrolló con el motor 0W29 y el chasis YZR500 (0W23) como unidades de base. El estilo exterior se basaba en la YZR500, lo que la distinguía claramente del modelo de producción TZ750. Después, siguió evolucionando hasta el final del Campeonato del Mundo F750 como competición en 1979, y en su versión final con seis cilindros de barrido, alcanzó una potencia máxima de 160 CV y una velocidad máxima de 300 km/h. El modelo TZ750 de 1977 (lanzado al mercado nacional en 1978) se diseñó con las especificaciones de la primera 0W31.
Su motor, heredado del OW29 de 1975, fue dotado de una mayor capacidad, mientras que el chasis, con un bastidor tubular de acero, adoptó una suspensión de tipo Monocross. Una horquilla telescópica proporcionaba la suspensión delantera. La frenada delantera se realizaba a través de discos de 300 mm con pinzas de dos pistones y la trasera mediante un disco de 260 mm con pinza de dos pistones. Introducida en competición en 1976, se basó en el chasis de la YZR500 (OW23), así como en la estética, que era claramente diferente de la TZ750 estándar. En 1977, esta moto permitió a Christian Sarron ser subcampeón del mundo de la categoría por detrás de Steve Baker, también con una YZR750 OW31. En 1978, Johnny Cecotto ganó el campeonato con un OW31. Christian Sarron fue tercero con la misma moto. En 1979, el francés Patrick Pons ganó el título mundial con la YZR750 OW31.
