Yamaha już dziesięć lat wcześniej oferowała swym klientom zestawy, które pozwalały przeistoczyć seryjny szosowy model YDS1 w maszynę wyścigową. W 1962 roku wprowadzono motocykl wyścigowy TD1bazujący na szosowym modelu YDS-2. W jego konstrukcji wykorzystano kilka komponentów z fabrycznej wyścigówki RD 48 startującej w poprzednim sezonie. Jak z tego widać Yamaha dbała o to, by nie skupiać się wyłącznie na jeźdźcach fabrycznych, ale udostępniać zawodnikom prywatnym sprzęt na możliwie najwyższym poziomie. W 1969 roku Yamaha postanowiła zaatakować w dwóch klasach pojemnościowych 250 (TD2) i 350 (TR2). Obie maszyny zaprojektowano tak, by miały możliwie jak najwięcej wspólnych części, co wpłynąć miało na obniżenie kosztów produkcji, a co za tym idzie również ceny tych motocykli.

To maszyna, która zmieniła oblicze wyścigów motocyklowych. Dzięki temu, że dwusuwowa trzystapięćdziesiątka (TR2) i dwieściepięćdziesiątka (TD2) były produkowane seryjnie, starty w mistrzostwach krajowych, a także w zawodach rangi Grand Prix stały się dla prywatnych kierowców dostępne i przystępne jak nigdy wcześniej. Obie maszyny zadebiutowały w 1969 roku i z miejsca stały się najpopularniejszymi motocyklami na torach wyścigowych pod każdą szerokością geograficzną.

Oba motocykle oczywiście nie wzięły się "z powietrza". Yamaha już dziesięć lat wcześniej oferowała swym klientom zestawy, które pozwalały przeistoczyć seryjny szosowy model YDS1 w maszynę wyścigową. W 1962 roku wprowadzono motocykl wyścigowy TD1bazujący na szosowym modelu YDS-2. W jego konstrukcji wykorzystano kilka komponentów z fabrycznej wyścigówki RD 48 startującej w poprzednim sezonie. Jak z tego widać Yamaha dbała o to, by nie skupiać się wyłącznie na jeźdźcach fabrycznych, ale udostępniać zawodnikom prywatnym sprzęt na możliwie najwyższym poziomie. Kolejnymi ewolucjami takiej przystępnej wyścigowej dwieściepięćdziesiątki były modele TD1A, TD1B i TD1C, aż w końcu w 1969 roku Yamaha postanowiła zaatakować w dwóch klasach pojemnościowych 250 (TD2) i 350 (TR2). Obie maszyny zaprojektowano tak, by miały możliwie jak najwięcej wspólnych części, co wpłynąć miało na obniżenie kosztów produkcji, a co za tym idzie również ceny tych motocykli.

Przełom lat 60. i 70. to czas, kiedy motocyklizm w krajach rozwiniętych wychodził z kryzysu, jazda na motocyklu znów stawała się modna, a w konsekwencji zainteresowanie wyścigami musiało rosnąć. Analiza konstrukcji pierwszej seryjnie produkowanej wyścigówki Yamahy w klasie 350 będzie więc doskonałym odzwierciedleniem ówczesnej techniki wyścigowej. W TR2 zastosowano podwozie, zawieszenie i hamulce pochodzące z fabrycznej (a więc dostępnej tylko dla jeźdźców fabrycznych) wyścigówki RD 56 z 1963 roku. Stalowa, podwójna rama kołyskowa była mocno inspirowana słynną ramą Featherbed Nortona. Widelec teleskopowy wzorowano na włoskiej konstrukcji Ceriani. Yamaha miała wąskie szprychowe koła z aluminiowymi obręczami obute w wyścigowe opony w rozmiarze 3.00-18 z przodu i z tyłu oraz bębnowe hamulce. Były to już ostatnie lata tego typu rozwiązań i osiągnęły one wtedy szczyt swoich możliwości. Przykładowo, przedni hamulec o średnicy aż 280 mm działał w systemie podwójny duplex , czyli posiadał cztery szczęki hamulcowe i cztery rozpieracze, a całą tą skomplikowaną maszynerią sterowały dwie linki. Możecie sobie wyobrazić, że regulacja i serwisowanie takiego ustrojstwa było dość skomplikowane i czasochłonne. Hamulec ten był wzorowany na konstrukcji włoskiej firmy Fontana.

O ile od strony podwoziowej TD2 i TR2 były identyczne, to już silniki nie miały ze sobą wiele wspólnego. Dwieściepięćdziesiątka bazowała na szosowym modelu YDS-6, a modyfikacje objęły kanały przepłukujące i układ wydechowy. W trzystapięćdziesiątce zastosowano siedmiokanałowy system przepłukiwania, a poza tym skrzynia korbowa większego silnika była dzielona horyzontalnie, co znacznie ułatwiało wszelkie prace serwisowe. Takie rozwiązanie trafiło do mniejszego silnika dopiero w 1972 roku w modelu TD3. W większym silniku zastosowano cylindry pokryte twardym chromem, a tłoki miały tylko jeden pierścień. Przy średnicy cylindra 61 mm i skoku tłoka 59,6 mm, zasilany dwoma gaźnikami Mikuni 34 dwucylindrowy, chłodzony powietrzem silnik TR2 osiągał moc 54 KM (o 10 KM więcej od dwieściepięćziesiątki TD2) przy 9500 obr.min. Oznaczało to moc jednostkową na poziomie 154 KM z litra pojemności, co w 1969 roku było wynikiem więcej niż imponującym. W układzie przeniesienia napędu zastosowano wielotarczowe sprzęgło mokre oraz pięciostopniową skrzynię biegów. Motocykl z pełnym 23-litrowym zbiornikiem ważył 132 kg i dzięki szczelnie przylegającej do maszyny owiewce mógł osiągnąć prędkość 225 km/h.

Dwusuwowe modele TD2 i TR2 pomogły osiągać sukcesy i budować kariery wyścigowe asom tamtych czasów takim jak: Phil Read, Mick Grant, John Williams, Kent Anderson i Rodney Gould. Co prawda "etat" Mistrza Świata w klasach 350 i 500 był wówczas zajęty przez Giacomo Agostiniego i czterosuwowe MV Augusty, ale już dalsze miejsca na podium Grand Prix oblegane były przez kierowców Yamahy. W 1969 roku zawodnicy startujący na TR2 w cyklu Grand Prix zajęli dziewięć czołowych miejsc w tabeli, za wyjątkiem pierwszego. Zmodyfikowany w 1971 roku i mocniejszy o 2 KM TR2B w rękach fińskiego kierowcy Jarno Saarinena wygrał kilka wyścigów GP w latach 1971-72 i zajął drugie miejsce w Mistrzostwach Świata.

Trzystapięćdziesiątka Yamahy była na tyle skuteczna, że po minimalnym rozwierceniu silnika do 354 ccm można było z powodzeniem rywalizować w klasie 500 ccm.

Dwusuwowe modele Yamahy ostatecznie odesłały na emeryturę jednocylindrowe motocykle czterosuwowe, głównie produkcji angielskiej i włoskiej, które dobrze radziły sobie na torach wyścigowych jeszcze w latach 60.