1968년 이와테 현 가마이시 시에서 태어나 어린 시절 부모님의 전근으로 여러 학교로 전학을 다녔다. 셜록 홈스를 읽으며 소설에 눈뜨고, 지역 생활정보지에서 취재 기자로 활동하다가 문예평론가 이케가미 후유키의 강좌를 수강한 것이 계기가 되어 소설을 쓰기 시작했다. 2007년 야마가타신문에서 주최하는 ‘야마신문학상’ 대상을 수상하고, 2008년 『임상 진리』로 제7회 ‘이 미스터리가 대단하다’ 대상을 수상하면서 마흔 살의 나이에 정식으로 문단에 데뷔했다. 검사 출신의 민완 변호사 사카타 사다토가 사건의 진상을 좇는 『최후의 증인』, 『검사의 숙원』, 『검사의 사명』은 2015년 TV 아사히에서 스페셜 드라마로 제작된 이후 시리즈화되어 방영하기도 했으며, 이 가운데 『검사의 숙원』은 2013년 제15회 오야부하루히코상을 안겨주었다.
후카사쿠 긴지의 영화 [의리 없는 전쟁]과 아사다 데쓰야의 소설 『마작방랑기』를 좋아해, 언젠가 이와 같은 남자들의 세계에 관해 쓰고 싶다고 생각했던 유즈키 유코는 2015년 작가 인생의 또 다른 전환점을 맞게 해준 『고독한 늑대의 피』를 발표한다. 1988년 폭력단 대책법 성립 이전의 혼란한 히로시마를 배경으로 경찰과 폭력단 간의 격렬한 투쟁을 그린 소설로, 제69회 일본추리작가협회상을 받았다. 2016년 『외로운 늑대의 피』로 일본추리작가협회상을, 『반상의 해바라기』로 서점대상 2위를 차지했으며, 2020년 『거친 호랑이의 이빨』로 야마모토 주고로 상 후보, 2021년 『미카엘의 고동』으로 나오키상 후보에 각각 올랐다.
그 밖의 저서로는 『고독한 늑대의 피』의 후속작 『불길한 개의 눈』을 비롯해 『팔레트의 오산』, 『지지않는 벚꽃』, 『내일의 너에게』, 『개미의 채원』, 『단비』, 『자우』, 『합리적으로 말이 안되는 료코의 해명』 등이 있다.