C'est en 1970 que la XS650. À l'époque c'est la première moto de route en haut de 500cc. En 1978, elle sera remplacer par la  XS650 Spécial et après 13 ans de production, elle disparaîtra, c'est à dire en 1983. Le moteur tourne lentement avec les 2 pistons en même temps un peu comme un Harley.

Avec la XS1, Yamaha investit en 1969 un secteur nouveau pour elle. Mais loin de viser la moto d'exception comme Honda avec sa quatre-Cylindres, la marque choisit de dépoussiérer un mythe, le "vertical twin".

Première moto quatre-temps et première grosse cylindrée de la marque, la 650 XS constitue une petite révolution pour Yamaha.

Dévoilée en France à l'occasion des Chamois 1969, elle s'attire dès le début une large couverture médiatique au travers d'essais effectués pour la plupart aux États-Unis. Elle séduit d'emblée par son esthétique plutôt sportive, et sa finition exemplaire. Le moteur est une superbe pièce. La marque d'Hamamatsu a repris l'architecture du bicylindre en ligne calé à 360°, mais sans oublier d'y imprimer sa patte. Conçu en collaboration avec Toyota, il reprend les côtes d'alésage x course du six-cylindres équipant le coupé 2000 GT et bénéficie de la même distribution par ACT. De même, il hérite de deux carburateurs à dépression et, contrairement aux machines anglaises, d'une lubrification par carter humide. Grâce à cette brillante mécanique, la XS1 se voit créditée à sa sortie des meilleures performances de sa catégorie.

Avec le modèle XS2, réceptionné aux Mines en janvier 1972, la politique de suppression des défauts de jeunesse de la machine s'intensifie avec l'adoption d'un frein avant à disque monté sur une nouvelle fourche. De leur côté, les amortisseurs arrières à ressorts apparents sont également nouveaux, et le démarreur électrique fait son apparition sous la forme d'un curieux système couplé avec un levier de décompresseur. Équipée d'un grand guidon, cette XS 2 se veut moins sportive, et ses performances sont en retrait.

En 1973, on s'attend à ce que la sortie imminente de la grande nouveauté de la marque, la 750TX, lui fasse de l'ombre. Mais celle-ci est loin d'obtenir les résultats commerciaux escomptés, et la vaillante 650 reprend du service sous la forme d'une quatrième mouture (la 650 XS type 447) présentée au salon de Paris en octobre 1974.

Cette fois, le pilote anglais Percy Tait a collaboré à l'amélioration de la partie cycle, et le cadre tant décrié est rigidifié par l'adjonction de nombreux goussets, tandis que le bras oscillant est rallongé. La mécanique est également revue dans le sens de la fiabilité et de l'agrément de conduite et l'équipement n'est pas en reste. Si le phare bi-iode disparaît au profit d'un banal code européen, le tableau de bord repris de la TX est plus complet, un "vrai" démarreur électrique remplace le précédent, et le freinage est confié à un double disque. Quelques six mois plus tard, les étriers émigrent à l'arrière de la fourche raccourcie de 6mm.

Au salon suivant, c'est au tour du type 1H1 de voir le jour. Très proche du millésime précédent, la nouvelle venue se distingue essentiellement par un tableau de bord modernisé et par une paire d'échappement plus relevés. Pour 1977, la présentation change quelque peu mais surtout, le freinage fait à nouveau l'objet de tous les soins; le nouveau bocal rectangulaire du maître-cylindre accompagne un double disque à étriers flottants simple-piston. Dans le même temps, le débattement de la fourche est revenu à la hausse.

La 650 XS est arrivée à maturité. Pendant six ans, elle va poursuivre sans modification majeure une carrière discrète, résolument en marge des autres productions japonaises du moment. Bon an mal an, il s'en écoule près d'un demi milliers sur le sol français.

Pour élargir son offre, l'importateur lance à partir de juillet 1978 un modèle initialement destiné aux seuls États-Unis. Sur la base d'une motorisation identique (aux réglages de carburation près), cette 650 "Spécial" initie la mode des "choppers" en s'éloignant radicalement des canons esthétiques européens. Au départ, une petite centaine seulement de ces machines traverse l'Atlantique pour tester le marché. Comme l'expérience est concluante, le modèle intègre la gamme française à partir de 1979 au prix de quelques aménagements. Cette ultime déclinaison du bicylindre connait un beau succès d'estime en 1979 et 1980 avec un total de plus de 2000 unités vendues, mais le soufflet retombe vite, et les deux 650 Yam' sont rayées des listes à la fin de 1982.