יובל נולד בשם משה צימבל בעיר דבינסק שבלטביה. בנם הבכור של זלמן בועז וחוה שרה צימבל (לבית ברגר). לאחר לידתו חלה והוסיפו לו את השם "חיים". אחריו נולדו ארבעה אחים ושתי אחיות לפי הסדר הבא: ראובן, ליובה, ברכה, יצחק, דב-צבי ומאיר-שמחה. בעוד שמשה ושניים מאחיו הבוגרים עלו ארצה, שאר משפחתו נספתה בשואה.
שנים מוקדמות
כשנולד, הייתה לטביה מדינה עצמאית, אך היא נבלעה על ידי ברית המועצות לאחר מלחמת העולם הראשונה. במהלך המלחמה, גויס אביו לצבא הרוסי וביקוריו בבית היו נדירים. שנים אלו, בהיעדר האב, היו שנים של מחסור. בשנות ה-20 המצב השתפר, אם כי המשפחה עדיין חיה בצניעות. אביו עבד כשמש בבית כנסת ובזכות זאת, המשפחה קיבלה דירה בסמיכות לבית הכנסת. יובל למד בחדר מספר שנים ולאחר מכן בישיבה, בגיל צעיר נחשף לציונות החילונית והחליט להקדיש לה את שארית חייו. בגיל העשרה עבר ללמוד בתיכון יהודי-חילוני, שם היה גרעין של "השומר הצעיר", שבה היה פעיל מאוד בנעוריו (אף שאב המשפחה היה דתי מאוד).
העלייה לארץ ישראל
בשנת 1932, כאשר היה בן 18, עלה יובל לארץ ישראל במסגרת השומר הצעיר. ראובן אחיו שעלה ארצה ב-1934, הקים את משפחתו בקיבוץ כפר גלעדי וליובה אחותו שעלתה בשנת 1936, הקימה את משפחתה בקיבוץ כפר בלום, שניהם קיבוצים שהשתייכו לתנועת השומר הצעיר. יובל התיישב בירושלים, שם החל את לימודיו באוניברסיטה העברית בהר הצופים בהיסטוריה ופילוסופיה.
עבודתו בסוכנות היהודית
בהיותו ציוני נלהב ודובר שפות, הצטרף בשנת 1936 לסוכנות היהודית, אשר היוותה הגוף המייצג של יהודי ארץ ישראל באותה תקופה. במסגרת תפקידו, שרת כמתאם מול גורמים צבאיים ואזרחיים ביחידת ממ"ד. במהלך מלחמת העולם השנייה, שימש כמזכיר "המרכז להתגייסות", וטיפל בין היתר, בנושאי ההתנדבות היהודית לצבא הבריטי. בתפקידו בסוכנות היהודית, שימש כיד ימינו של משה שרת, שהיה בזמנו ראש המחלקה המדינית של הסוכנות. במכתביו של משה שרת, כונה יובל בשם הקוד "עינבל", ולעצתו של שרת, כפי שמתועד במכתבים, עברת את שם משפחתו מצימבל ליובל, באוגוסט 1946.
מבצע ידוע, אשר יובל לקח בו חלק, אירע בשנת 1946, בפקודת זלמן שזר, כאשר יצא יובל לתל אביב על מנת לפעול להסדרת הסרטיפיקטים של "נשות בבל" - הכוונה היא למבצע להסדרת מעמדן של חמש נשים יהודיות אשר נישאו לגברים ישראלים ששירתו בצבא הבריטי בעיראק במהלך מלחמת העולם השנייה, אך השלטונות העיראקים מנעו את עלייתן.
עבודתו במשרד החוץ
ב-16 במאי 1948, עם קום המדינה, החל יובל לעבוד במשרד החוץ, ושירת התפקידים שונים בישראל ומחוצה לה עד פרישתו ב-1978.
במסגרת עבודתו שירת מספר חודשים כנציג ישראל בשאנגחאי, סין. במהלך חודשים אלו עסק בעיקר בהעלאת יהודים פליטי המלחמה מאירופה וקהילת יהודי סין, מרביתם מהעיר חרבין. ליובל היו 7,000 ויזות על מנת להעלות יהודים לישראל ומדצמבר 48' ועד האביב של 49', בין 4,000-5,000 יהודים עלו לישראל, ביניהם מנהיגי התנועות הציוניות בשנגחאי. בין המשפחות המפורסמות מעליה זו הייתה משפחת אולמרט[דרוש מקור].
במהלך כהונתו כקונסול ישראל במונטריאול, נישא לפליסיטס רוס, ילידת הולנד (30 במרץ 1921) ואזרחית קנדה, אשר לימים עברתה את שמה לתמר יובל ולשניים נולדו שני ילדים, נעמי (1954) ובועז (1955).
