2000년도 경 iTV 고수를 이겨라라는 프로그램에 출연해 최인규를 격파한 것이 데뷔전이었으며 이후 2001년 상반기, Game-i(이후 화승 OZ의 전신인 IS와 합병)에 입단하면서 프로게이머 활동을 시작하였다. 2002년 12월엔 KTF 매직엔스(현 KT 롤스터)로 임대 이적했고, 이듬해 2003년 12월 24일 투나 SG(현 위메이드 폭스)로 복귀한 이후 2010년까지 활동했다.
2001년부터 2012년까지 온게임넷 스타리그 3회 우승, KPGA(MSL의 전신) 3회 우승 등 역대 프로게이머 중 이영호와 함께 가장 화려한 커리어를 보유중이며, 준우승 경력을 포함, 양대 개인리그 10회 결승 진출, 6회 우승과 4회 준우승으로 역대 최고의 위엄을 보여준다.
뒤를 이어 9회 결승 진출(5회 우승/4회 준우승)의 이제동, 8회 결승 진출(6회 우승/2회 준우승) 이영호가 있다.
선수 생활
2001년 데뷔 후 각종 대회에서 우승을 차지하면서 당시 임요환의 뒤를 잇는 새로운 신예 테란으로 주목받았다. 2002년 들어 전성기를 맞이한 이윤열은 그 당시 개인리그 중 하나였던 iTV 랭킹전에서 임요환과 변길섭을 꺾고 2연속 우승을 차지했으며, KPGA(MSL의 전신)에서 3연속 우승을 하면서 기염을 토했다. 특히 2003년 초반엔 Panasonic배 온게임넷 스타리그, 배스킨라빈스배 2002 KPGA 4차리그는 물론 GhemTV 3차 스타리그까지 동시에 석권하면서 전무후무한 그랜드 슬램의 위업을 달성했다.
이후 Stout MSL에서 준우승, 천적 최연성의 등장으로 기세가 조금 꺾이긴 하였지만 꾸준히 MSL 결승에 오르며 좋은 모습을 보여주었고, 2005년에는 IOPS 스타리그에서 당시 최고의 기량을 보여주던 저그 박성준을 3:0으로 완파하고 우승하였다. 또한 2006년 11월 18일, 신한은행 스타리그 2006 시즌2 우승을 차지하며 골든 마우스의 첫 수상자로 기록되었다. 골든 마우스는 온게임넷 스타리그 3회 우승자에게 주어지는 부상으로, 이윤열과 박성준(STX SouL), 이제동(화승 OZ), 이영호(KT 롤스터)만이 수상한 바 있다.
그러나 이때부터 이윤열의 천적으로 자리잡은 마재윤에게 엘리트학생복 MSL 올스타리그 결승전, WEF 2006 결승전, CJ 슈퍼파이트 S3 결승전 등에서 패배하였고, 2007년 2월 24일 신한은행 스타리그 2006 시즌3에서 마재윤에게 1:3으로 패배하였다. 이후 치러진 신한은행 마스터즈에서 마재윤에게 3:1 승리를 거두어 앙갚음을 하였고, 08-09 시즌에 열린 클럽데이 MSL, 로스트사가 MSL에서 연속으로 시드를 획득하는 등 꾸준한 활약을 보였다. 이후 찾아 온 슬럼프와 미니홈피에 쓴 글이 은퇴를 시사하는 것 아니냐는 논란이 일어났었지만, IeSF 스타 인비테이셔널 클래식 우승을 전후하여 다시 게임에 매진하는 것으로 알려졌다.
64강전에서 신예 조경준(T)을 만나서 2:0 승리를 거두었고 32강전에서도 박종혁(T)에게 2:0 승리를 거두며 16강전에 진출하였다. 16강전에서는 이동녕(Z)를 상대로 2:1 역전승을 거두며 마침내 8강전에 진출하였다.
8강전에서는 드디어 스타크래프트에서 라이벌이었던 '황제' 임요환을 만났다. 1Set를 따냈으나 2,3,4Set를 연이어 내주며 1:3 역전패를 당하면서 탈락하고 말았다.
하지만 Sony Ericsson STARCRAFT 2 OPEN Season 3에서는 예선에서 탈락하는 충격을 겪었으며 심지어 본선진출조차 하지 못했다. 라이벌 임요환이
Sony Ericsson STARCRAFT 2 OPEN Season 2에서 4강진출에 성공하고, Sony Ericsson STARCRAFT 2 OPEN Season 3에서 본선진출에 성공하면서 32강진출에 성공한 것과는 대조적이었다. 하지만 이후 Sony Ericsson GSL Jan.에서 8강, 2세대 인텔 코어 GSL Mar. 8강, LG 시네마 3D GSL May. 4강, LG 시네마 3D 슈퍼 토너먼트 16강, 펩시 GSL July. 16강, 펩시 GSL Aug. 8강, Sony Ericsson GSL Oct. 32강, Sony Ericsson GSL Nov. 32강, HOT6 GSL Season 1 32강까지 9연속으로 임재덕에 이어 역대 두 번째 장기간 코드S 진출 기록을 세웠다.
은퇴 및 근황
이윤열은 2012년6월 20일 자신의 팀인 컴플렉시티 게이밍 홈페이지에 은퇴 사실을 알렸다. 사유는 현재 병역문제와 개인적인 문제가 결합되어 은퇴하는 것으로 밝혀졌으며 2012년7월 3일 tving 스타리그 2012 레전드매치를 마지막으로 은퇴하였다.