Après avoir exercé de nombreux petits boulots - il est notamment pompiste, magasinier -, Yves Afonso souhaite devenir acteur. "J'avais trouvé dans Cinémonde une publicité intéressante : devenez acteur par correspondance. On m'envoyait un disque avec, sur la face A, un dialogue entre deux comédiens. Sur la face B, il n'y avait plus que la voix d'un seul acteur et je devais faire l'autre. C'était une superbe arnaque !". Mais, en 1965, alors qu'il joue des petits rôles au Théâtre de poche à Paris, Jean-Luc Godard le remarque et l'engage pour Masculin-Feminin, Made in USA ou encore Week-End.
"Cette époque était facile. Je ne demandais pas à travailler : c'était les réalisateurs qui venaient me voir", explique-t-il. Yves Afonso décroche en 1972 son premier grand rôle dans Les Gants blancs du diable.
Polyvalent, passant de la comédie au drame, il est un inspecteur en 1973 dans le premier long métrage de Bertrand Tavernier, L' Horloger de Saint-Paul, contrôleur de train dans Maine Ocean, brigadier dans Uranus ou encore pseudo-cascadeur de cinéma en 1986 dans Double messieurs de Jean-Francois Stévenin. Yves Afonso retrouve d'ailleurs l'acteur-réalisateur en 2002 dans Mischka.