Debido al trabajo de su padre, vivió en Alemania occidental desde el año 72 hasta que acabó el instituto. Se graduó en la Universidad Nacional de Tokio como programadora, aunque más tarde decidió dedicarse a la música, en gran parte animada por su padre, gran admirador de la música clásica y la ópera. La primera pieza que compuso la escribió a los 7 años de edad para su abuela[cita requerida].
En julio de 1992 hizo su debut con See-Saw, un grupo de J-pop en el que ella estaba a cargo del teclado. Publicaron dos álbumes y varios sencillos y se separaron, continuando ella su carrera como compositora para otros artistas y en la producción de música para la televisión, anime, videojuegos y teatro[cita requerida]. En 2001, junto con la vocalista de See-Saw, Chiaki Ishikawa, volvió a reunir el grupo. Sobre la misma época colaboró con los estudios Bee Train, productores de animación japonesa, y su proyecto Noir. Las críticas sobre la serie fueron controvertidas, pero la banda sonora tuvo muy buena acogida por tratarse de un estilo arriesgado y novedoso en la música de animación[cita requerida].
De See-Saw es el tema final de Mobile Suit Gundam SEED que fue un éxito sonado (vendieron 200.000 copias[cita requerida]). En ese mismo año, 2003, Kajiura publicó su primer álbum en solitario, Fiction, que no es más que la recopilación de varios temas de varias de sus bandas sonoras para anime y videojuegos[cita requerida].
Otro proyecto de Yuki Kajiura es FictionJunction. Este proyecto personal de la compositora lo ideó para poder introducirse también dentro de la escena J-pop. Con éste ha conseguido también un gran reconocimiento como autora de temas de inicio y final para varios animes, junto con artistas destacadas de aquel panorama como Yuuka Nanri, Asuka Kato y Kaori Oda.
FictionJunction YUUKA, con Nanri como vocalista, es una de sus colaboraciones más comunes y exitosas. En el año 2004, este dúo produjo los temas inicial y final de la serie Madlax, de Mashimo Koichi, y al siguiente año publicaron su primer álbum en colaboración: Destination[cita requerida].
A finales de 2007 comenzó un nuevo proyecto, produciendo un grupo de cuatro cantantes, llamado Kalafina que no fue hasta enero de 2008 cuando lanzaron su primer sencillo. De igual forma al año siguiente reúne a casi todas las vocalistas del proyecto FictionJunction para comenzar una carrera discográfica bajo ese nombre, a secas; siendo Everlasting Songs el primer álbum con antiguas y nuevas canciones.