È una delle giovani stelle nascenti di Hollywood. Yelchin ha interpretato Pavel Chekov nella tanto attesa pellicola Star Trek, assieme a Chris Pine e Zachary Quinto. Diretto da J.J. Abrams, il film racconta il primo periodo dell’equipaggio della USS Enterprise. Recentemente, ha terminato le riprese della pellicola indipendente Memoirs of a Teenage Amnesiac.
E’ anche apparso in due titoli mostrati al Toronto Film Festival del 2008: New York, I Love You, una raccolta di cortometraggi realizzati da dodici realizzatori, in uscita in un numero limitato di copie nella primavera del 2009; e il film indipendente Middle of Nowhere, in cui lavora con Susan Sarandon. Di recente, è stato il protagonista dell’acclamata dark comedy Charlie Bartlett, assieme a Robert Downey Jr. e Kat Dennings.
All’inizio della sua carriera, Yelchin ha vinto un Young Artist Award come miglior attore protagonista grazie a Cuori in Atlantide (Hearts in Atlantis), al fianco di Anthony Hopkins. Inoltre, per lo stesso film ha ottenuto il Premio per il giovane talento al Festival di Giffoni del 2002. Nella sua filmografia, troviamo anche House of D, con Robin Williams; Gioventù violata (Fierce People), al fianco di Diane Lane e Donald Sutherland; Alpha Dog di Nick Cassavetes, con protagonisti Emile Hirsch e Bruce Willis; e You and I di Roland Joffé, con Mischa Barton.
In televisione, Yelchin ha partecipato a due stagioni dell’acclamata serie della Showtime Huff, con Hank Azaria. Inoltre, è stato ospite di alcune importanti telefilm drammatici, tra cui recentemente Criminal Minds e Law & Order: Criminal Intent.
