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首年山本由伸從二軍出發，在8場比賽34局投球裡，交出防禦率0.27的壓制力，隨後獲得時任監督福良淳一賞識，便在在八月底面對千葉羅德海洋時拿下日職首勝。
2018年可說是山本由伸生涯的轉淚點，本季山本由伸自主改變投球動作，便從中繼出發，更一度在季中接替守護神增井浩俊，山本由伸也在本季成為日職史上第三位連續15場中繼成功的球員並首次入選明星賽，整季獲得4勝、2敗、32中繼、1救援，在新人王票選上排名第2。
來到2019年因歐力士陣中先發投手主力金子千尋和西勇輝離隊，山本由伸本季開始轉往先發，不僅投球局數、三振數突破100，還繳出生涯首次完投、完封，WHIP更壓低至1以下並以1.98榮獲防禦率王。
然而進到2020年，山本由伸不受疫情影響，除了拿下首次無四死球完投勝，還創下連續25局皆有三振新日職紀錄並獲月間MVP肯定，全年投出149次三振與軟銀千賀滉大並列三振王，30.2%更是所有先發排名第一的成績，也讓他隔年年薪翻了快三倍。
在2021年開始，山本由伸則是開啟他澤村賞3連霸的壯舉，在本季先是繳出18勝5敗、防禦率1.39、勝率0.783與206次三振的四冠王成績單，連同不頒發獎項的完投完封、WHIP在內，總計是七個項目的霸主，成為令和時代首人，此外山本由伸在2021球季還收下285張MVP選票裡的283張第一，拿下個人表現的最高榮譽。
隨後在2022年山本由伸依舊宰制日本職棒，達成跨季18連勝與335日未吞敗，成為日職史上第86人投出無安打比賽，兩度單月未吞下敗仗並獲得月間MVP，帶領歐力士直衝龍頭。連續兩年投出200K，整季繳出15勝5敗、防禦率1.68、205次三振的成績，完成澤村賞2連霸。
來到本季（2023球季）山本由伸繳出16勝6敗、防禦率1.21、164次三振的成績，拿下澤村賞3連霸，更是連續三年拿下勝投、防禦率、三振「三冠王」。
值得一提，我國前旅日好手王柏融曾在2021球季面對歐力士猛牛，在與山本由伸對決至2好3壞時，一棒將球掃出東京巨蛋右外野大牆，當時幫助日本火腿鬥士隊取得領先。
