Хаяма Ёсики родился 12 марта 1894 года в бывшей самурайской семье в префектуре Фукуока, Япония. Семья жила бедно, и он не смог получить высшее образование, хотя и поступил в Университет Васэда, откуда был исключен из-за неуплаты.
Его жизнь была полна трудностей: он работал на различных низкоквалифицированных работах, включая моряка торгового флота (плавал по маршруту Калькутта-Муроран-Йокогама), чернорабочего на цементном заводе и оператора на гидроэлектростанции. Этот опыт работы, тяжелые условия труда и активное участие в рабочем движении оказали огромное влияние на его литературное творчество.
Хаяма был активным членом профсоюзов и неоднократно подвергался арестам за свою деятельность. Именно в тюрьме он начал писать свои первые произведения, включая рассказ «Проститутка» (яп. インパール - Inparu, часто упоминается как "The Prostitute"), написанный в 1923 году и опубликованный в 1925 году. Его самое известное произведение — роман «Письмо из цементной бочки» (яп. セメント樽の中の手紙 - Semento-daru no Naka no Tegami), который стал классикой японской пролетарской литературы.
В своих произведениях Хаяма Ёсики реалистично и критически изображал тяжелое положение рабочего класса в индустриализирующейся Японии начала 20 века, обличая эксплуатацию и социальную несправедливость.
Он умер в бедности 18 октября 1945 года от внутримозгового кровоизлияния, вскоре после окончания Второй мировой войны. Незадолго до смерти он, по некоторым данным, отошел от марксистских идей и склонился к империализму.