Lo que hizo Yamaha fue unir dos motores de carrera de TZ 350 y agrandarlos lo máximo posible, este motor rendía alrededor de 90HP, utilizaron carter de magnesio, un embrague seco, con tres cámaras de escape que pasaban por el lado derecho del motor, que era fijado a un cuadro tubular largo y delgado de acero, usaron una horquilla telescópica angosta adelante y dos amortiguadores comunes atrás. Mas adelante, el modelo de TZ 750 conocido como OW31 mejoro mucho la suspensión trasera, cuando se le instalo un monoshock con un nuevo basculante para mejorar el manejo, este modelo es recordado por que no había cubiertas que resistieran tanta potencia. Fue llamado F750 como si fuera un prototipo, aunque esto fuera en ese entonces 700cc. El primero en probar la moto fue el campeón de 250cc de 1969 Kel Carruthers, pero todos excepto Kenny Roberts eran muy lentos y no se podían adaptar a la conducción, debido a la angosta horquilla y al basculante. Después de 3 o 4 carreras, Yamaha le añadió 20HP
Las primeras 266 Yamaha TZ fueron de 700cc, pero pronto las comenzaron a llevar hasta los 750cc, gracias a un kit de aumento de cilindrada. Desde 1975 las construyeron con una cilindrada de 750cc directamente desde la fábrica, ese año fabricaron alrededor de 111 unidades, y al año siguiente alrededor de 40 unidades.
A finales de 1979 la formula 750 fue eliminada, pero las TZ 750 continuaron participando en las pistas. Patrick Pons, Dale Singleton y Graeme Crosby triunfaron en Daytona de 1981, 1982 y 1983 (en los últimos dos años con restricciones en el carburador, como lo indico el reglamente de la AMA). La ultima victoria de la Yamaha fue en una carrera de la “Swan Series” en Australia, 1984.
La TZ 750 no fue utilizada solamente en la Formula 750 o Daytona, también corrió en:
Endurance: entre 1978 y 1980, participo en competencias de endurance. El motor era el estándar de 4 cilindros, pero con la relación de compresión disminuida. Otras modificaciones fueron en la horquilla, para poder colocar rueda que pudieran ser quitadas rápidamente, también se instalaron calipers de freno Brembo. El mejor puesto obtenido fue un segundo lugar por el equipo de Patrick Pons y Sadao Asami en 1979.
Fast-track: en 1975 la Yamaha XS 650 no podía competir contra las Harley Davidson. Un californiano que trabajaba con chasis, modifico el cuadro de la XS para que pudieran instalar el 4 cilindros de la TZ 750, la moto era muy veloz pero muy difícil de controlar en las rectas. En la carrera siguiente Kenny Roberts montando esta moto gano pese a los problemas de estabilidad, que produjo un gran desgaste de las cubiertas durante toda la carrera. Roberts participo con la TZ en otras carreras pero con escasos resultados, y este experimento finalizo cuando a fines de 1975 la AMA prohibió el uso de motores que superaran los dos cilindros, esta unidad la tiene el historiador Steve Wright, y en ciertas ocasiones es exhibida en el museo de la fama de la AMA.
| Motor | |
| Tipo | 4 cilindros, 2 tiempos |
| Refrigeración | Líquida |
| Cilindrada | 747 cc |
| Diámetro x carrera | 66,4 x 54 mm |
| Relacion de compresion | 7,3:1 |
| Lubricacion | - |
| Alimentacion | 4 Carburadores Mikuni VM 34 mm SC |
| Encendido | CDI |
| Arranque | - |
| Capacidad de combustible en tanque | 24 litros |
| Potencia | comenzo con 90HP y finalizo con 140HP |
| Transmision | Manual de 6 velocidades |
| Transmision secundaria | Cadena |
| Chasis | |
| Largo total | 2.036 mm |
| Ancho total | 637 mm |
| Altura total | 942 mm |
| Altura del asiento | - |
| Peso total | 155 Kg |
| Distancia minima al suelo | 127 mm |
| Distancia entre ejes | 1.408 mm |
| Suspensión delantera | Horquilla telescopica |
| Suspensión trasera | MonoShock |
| Freno delantero | Doble disco de 296 mm |
| Freno trasero | Disco de 264 mm |
| Neumáticos delanteros | 3 x 50 / 18 |
| Neumáticos traseros | 5 x 25 / 18 |
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