Hanyu begynte å gå på skøyter i en alder av fire år, påvirket av hans eldre søster, som også gikk på skøyter. Han konkurrerte første gang på nasjonalt nivå sesongen 2004-05. Han tok bronsemedaljen under det japanske juniormesterskapet sesongen 2007-08. Året etter vant han det samme mesterskapet. Sesongen 2009-10 deltok han for første gang i Junior-VM, som han vant med tredjeplass i kortprogrammet og førsteplass i friløpet. Neste sesong gikk han over til internasjonalt seniornivå, og tok blant annet sølvmedaljen under de fire kontinenters mesterskap 2011.