Graduado en diseño en la Escuela Superior Técnica de Aichi, comenzó a trabajar en una empresa de publicidad 1977, pero la dejó al año siguiente atraído por el dibujo de manga. Se presentó al Premio Monthly Young Jump que convocaba la editorial Shueisha y, tras ganarlo, debutó profesionalmente como historietista con la serie Wonder Island, publicada en el semanario Shonen Jump.
En 1979 creó a su personaje Dr. Slump, que cosechó gran popularidad, tanto que dos años más tarde se hizo una versión en dibujos animados para la cadena Fuji TV. Su gran éxito llegó en 1984, con Dragon Ball (Bola de Dragón), que en 1986 saltó a los televisores japoneses con un éxito nunca visto. Toriyama tuvo que ampliar los límites de su saga aventurera y de acción, y en 1989 nació Dragon Ball Z. directamente para la televisión. Con una longeva serie de televisión y varios largometrajes, el éxito sin precedentes de esta serie contribuyó en gran medida a la internacionalización del cómic japonés.
Desde 2015, Toriyama colaboró con el artista Toyotarô en la adaptación a manga de la serie de televisión Dragon Ball Super.