Nació en Edo en 1839. Su padre era un rico comerciante que había alcanzado el estatus de samurái, pero Yoshitoshi se marchó de casa a los 3 años para vivir con su tío, un farmacéutico que le quería mucho.

Su verdadero nombre era Owariya Yonejiro, y fue rebautizado como Yoshitoshi por su maestro Kuniyoshi, uno de los más grandes maestros del grabado japonés, de quien adquirió todos sus conocimientos a la edad de 11 años, en 1850. Aunque no se le consideró sucesor de Kuniyoshi en vida de éste, ahora se le reconoce como su principal alumno.

La primera pintura de Yoshitoshi apareció en 1853, después de lo cual no produjo nada nuevo durante mucho tiempo, esto pudo deberse a la enfermedad contraída por su maestro Kuniyoshi durante sus últimos años. Aunque su vida fue difícil tras la muerte de Kuniyoshi en 1861, trabajó enormemente; en 1862 se conocían 44 obras.

En sus primeras obras hay un buen número de escenas extremadamente violentas y morbosas, quizá reflejo de la anarquía y la violencia de Japón a su alrededor, que había llegado simultáneamente con el colapso del sistema feudal establecido por los shogunes Tokugawa, así como con el impacto de Occidente. Durante este periodo su fama siguió creciendo, y a partir de 1869 fue considerado uno de los mejores pintores de grabados de Japón.

En 1873 empezó a producir mucha obra. Los periódicos aparecieron de repente a raíz de la modernización, y Yoshitoshi fue contratado para realizar pinturas en uno de ellos.

A partir de ese momento, el grabado se encontró en una situación difícil. Todos los grandes grabadores de la primera parte del siglo, Hiroshige, Kunisada Utagawa y Kuniyoshi, habían muerto, y el arte se extinguía en la confusión del modernismo japonés. Yoshitoshi insistió en mantener un alto nivel de producción y contribuyó a salvarla temporalmente de la degeneración.

Los últimos años de su vida fueron de los más productivos, con sus grandes series Cien aspectos de la Luna (1885-1892) y Nuevas formas de treinta y seis fantasmas (1889-1892), así como algunos trípticos magistrales de actores y escenas de kabuki.

Durante este periodo también cooperó con su amigo, el actor Danjūrō, y otras personas en un intento de salvar algunas de las artes tradicionales japonesas.