1972年1月、在日コリアン3世として兵庫県に生まれる。小学生時代はボーイスカウトに参加し、スイミングの選手でもあった。プラモデルやラジコンも好きで、プラモデルやアニメの影響でガンダムなどロボットにも興味を持つ。中学・高校では陸上競技に励み、中学では三段跳びで地域記録を出し、高校では棒高跳びの県強化選手にも選ばれた。尹はロボットをやりたいと九州大学工学部動力機械工学科へ進学。しかし学部では熱力学の研究室に配属され、大学院修士課程でもロボット系の研究室に入れず、材料系の研究に取り組む。しかし尹はロボットの研究をするため東北大学の博士課程を受験し、合格。修士課程の研究と並行してロボット工学関係の授業を受け、将来に備えた。1998年3月、尹は九州大学大学院工学研究科を修了。
2015年7月23日、コネチカット州の州間道路95号線を走行中のトラックが炎上し、積荷であったディープシーチャレンジャーは焼損した。ディープシーチャレンジャーは、オーストラリアへ一時的に貸し出すため、ウッズホール海洋研究所からボルチモアへ輸送する途中であった。トラックの後部タイヤのブレーキから出火したとみられている。火事の後、潜水艇はウッズホール海洋研究所に戻された。
2012年3月26日にキャメロンはマリアナ海溝のチャレンジャー海淵の水深10,898.4メートル (35,756 ft) のDeepsea Challenger海底に着底した。チャレンジャー海淵に有人で到達した2回目の潜水だった（最高水深記録は1960年のトリエステの潜行時の記録にわずかながら及ばなかった)。最初の単独での潜行で海底までの所要時間（3時間）の記録を樹立した。
2012年3月18日、ソロモン海の試験海域を離れた潜水艇は、支援船のMermaid Sapphireに曳航されて、修理と改良のためにグアムのApra Harborに寄港し、潜行に適した天候を待った。 2012年3月24日にグアムの港を出港して、2隻の支援船の中の1隻であるUlithiがチャレンジャー海淵の海域まで曳航した。現地時間の3月26日にマリアナ海溝の海底に到達した事が報告された。これら2枚のグラフはジェームズ・キャメロンの乗ったディープシーチャレンジャーが降下および上昇した間の水深と時間（協定世界時）の記録で、潜行はUTCの3月25日に開始され、3月26日に終了したが、グアムの時間では潜行開始が2012年3月26日だった。両方のグラフは水中電話で受信した水深を基にしたポール アレンの彼のヨットOctopusからのツイートを基にしている。潜行開始から海底に到達するまでの所要時間は、2時間37分であった。トリエステの約2倍の速度で降下したことになる。ロボットアームの腕に取り付けられたRolexの腕時計である"worn"は潜行中、正常に機能した。全ての装置が予定通り機能したわけではなく、故障したものもあった。海底を測定するために必要なソナーが作動しなかったため、着底用の装置が出ず、試料採取用の油圧装置にも問題があった。
2012年1月末、システムの試験のため、キャメロンは3時間かけてオーストラリアのシドニー海軍基地の海面直下に潜行した。2012年2月21日には、1,000 m (3,300 ft)以上を目標に潜行したが、カメラと生命維持装置の問題によりわずか1時間後に浮上した。2012年2月23日、ニューブリテン島では水深991 m (3,251 ft)の海底への到達に成功した。2012年2月28日の潜行では、6時間かけて水深3,700 m (12,100 ft)に到達したが、電源システムに問題があることが判明した。2012年3月4日にソロモン海のニューブリティッシュ海溝の水深7,260 m (23,820 ft)付近に到達した際に、垂直推進器に異常が見つかり、キャメロンは海上に引き返した。後日、技術的な問題を解決して再度ニューブリティッシュ海溝に潜行し、最大水深8,221 m (26,972 ft)に到達した。 海底では堆積物、イソギンチャク、クラゲと多様な生物が渓谷の壁面で見つかった。
高校卒業後、テレコム・アニメーションフィルムによる新人アニメーター募集に応募するも採用とならず、出崎統と杉野昭夫が率いるスタジオあんなぷるへ入社。大塚伸治に指導を受けて、テレビアニメ『キャッツ♥アイ』で原画を担当。『マイティ・オーボッツ』『魔法少女レインボーブライト』など合作の仕事を経てフリーに。『天空の城ラピュタ』で前述の大塚の紹介で原画としてスタジオジブリ作品に初参加、『魔女の宅急便』で初めて作画監督を務める。その後、社員制となったスタジオジブリに入社するも、すぐフリーに戻る。主な代表作に『海がきこえる』、『雲のように風のように』、『王立宇宙軍 オネアミスの翼』、OVA『デビルマン』『トワイライトQ 迷宮物件 FILE538』といった劇場作品やビデオなどの作品を手がける。アニメ以外にゲーム『玉繭物語』のキャラクターデザインと美術設定の他、アニメ雑誌「アニメージュ」で漫画連載の仕事等があり、キャラクターデザインを担当したアニメ『雲のように風のように』（原題：後宮小説）を書いた酒見賢一が原作を書き下ろした漫画『D'arc ジャンヌ・ダルク伝』（現在は中断）や、『玉繭物語』の連載などがある。2004年には『海がきこえる』で組んだ監督の望月智充と美術の田中直哉とNHK『みんなのうた』「カゼノトオリミチ」を亜細亜堂で手がけた。2008年、『崖の上のポニョ』の作画監督を務め、同作の主題歌作詞も手がける。既婚者であり、一人娘がいる。この一人娘は『崖の上のポニョ』のポニョのモデルである。