Nascido com o nome Nagafukumaru, foi o 10º filho de Tokugawa Ieyasu[1], com sua concubina Oman-no-kata. Em 8 de dezembro de 1603, Yorinobu recebeu o Domínio de Mito (com renda de 200 mil koku), como seu Han. Mito anteriormente pertencera a Takeda Nobuyoshi.
Em 12 de setembro de 1606 recebeu o cargo de sangi (oficial de quarta classe) pelo Ritsuryō e o título de Hitachi-no-Suke. Em 6 de janeiro de 1610, foi transferido para o Domínio de Shizuoka com renda de 500.000 koku nas províncias de Suruga e Tōtōmi.
Pouco depois de um pouco menos de uma década em Suruga, tornou-se Daimyō do Domínio de Wakayama na Província de Kii e receita de 55.5000 koku. Ele chegou a Wakayama em 27 de agosto de 1619 quando o Daimyō anterior foi transferido. Yorinobu, assim, tornou-se o fundador do Ramo Kii do Clã Tokugawa[1].
No final de sua vida Yorinobu se tornou Oficial de Segunda Classe na Corte (Juni'i 従二位), bem como se tornou Dainagon ("Grande Conselheiro").