ｸﾘｰﾑ玄米ﾌﾞﾗﾝ
┗ジンギスカン
ﾄﾞﾗﾏ｢ｳｫｰﾀｰﾎﾞｰｲｽﾞ3｣のﾗｽﾄのｼﾝｸﾛのｼｰﾝで使われていた曲｡
姉二人をもつ末っ子長男。姉二人は元雑誌モデル。1番目の姉は女優の椿かおり、2番目の姉は歌手のSAYUKI。
中学3年の2学期終業後に家庭の事情で鹿児島から上京、姉と買い物中の原宿で女の子に間違われてスカウトされたことをきっかけに芸能界入り。
都内の中学を卒業後、日本テレビ『サイコメトラーEIJI2』で俳優デビュー。
NHK『六番目の小夜子』で知名度を上げ、NHK『ちゅらさん』主人公の弟・古波蔵恵達役、フジテレビ『WATER BOYS』主人公・進藤勘九郎役、『FIRE BOYS 〜め組の大吾〜』主人公・朝比奈大吾役などで好演し注目される。
2004年、エランドール賞新人賞受賞。東京地下鉄初代イメージキャラクターにも選ばれる（東京地下鉄のイメージキャラクターでは男性は山田が現在の所唯一）。
『世界の中心で、愛をさけぶ』では、優しく純粋な主人公・松本朔太郎役を好演し、雑誌『ザテレビジョン』のドラマアカデミー賞（2004年夏クール）で主演男優賞を初受賞。
2005年には『電車男』（監督・村上正典）で映画初主演を果たした。
厳密には、2003年に製作され、2004年に公開された日米合作映画『ジェニファ 涙石の恋』（監督・三枝健起）も山田の主演作であるが、名実共に単独で主演した映画は『電車男』が初めてである。
『白夜行』で『ザテレビジョン』ドラマアカデミー賞主演男優賞 2度目の受賞。
『WATER BOYS』『H2〜君といた日々』などの青春ドラマから『世界の中心で、愛をさけぶ』『タイヨウのうた』などラブストーリー、そして『白夜行』『手紙』などの人間ドラマまで様々なジャンルの役をこなす。
2006年、スポニチ（2月15日）の報道にて、生後4か月の子どもがいることが発覚した。その後、山田本人が公式サイトにて、「女性とは2年前から交際していた。妊娠を知り、結婚、出産について話し合いを重ねたが自分が父親になり、家庭を持ち、役者を続けていくこと、どうしても自分自身の中で折り合いがつかなかった」とし、結婚せずに山田が子どもの養育費・生活費を支払うことで相手側家族とも合意したと発表した（日刊スポーツ 2006年2月16日・公式サイト）。
2007年秋に公開された『クローズZERO』からワイルドな役を演じるようになり、『イキガミ』『クローズZERO II』『BOSS』など長髪と無精髭で今までとは違った一面を見せている。
『クローズZERO』では第50回 (2007年度) ブルーリボン賞助演男優賞に 20代でただ一人ノミネートされた。
苦手な食べ物は大トロ。理由は「油を食べているみたいだから」（2009年4月16日放送の『とんねるずのみなさんのおかげでした』での新・食わず嫌い王決定戦より）。
好物はささみ、バナナ・ジュースなど。
俳優の玉山鉄二とは、週一回会うほど仲が良い。
・エリートモデルルック日本代表に選ばれたあと、ファッションモデルとして活躍
・2006年第3のビール「ぐびなま」のCMが人気となる注目が集まる
・2007年、ドラマ『きらきら研修医』で連続ドラマ初主演
・2008年、藤木一恵名義で歌手デビュー
・現在も女優業を中心にドラマや映画で活躍している
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