Сын великого князя владимирского Ярослава Всеволодовича. Первый русский князь, названный отцом в свою честь: ранее наречение в честь отца или живого деда практически не встречалось (Мстислав Мстиславич Удатный, по одной из версий, родился после смерти отца).
1252 — в борьбе между старшими братьями, Александром Невским и Андреем, рьяно выступавшим за активное сопротивление Орде, держал сторону последнего. При взятии Переяславля союзники Александра Невского — ордынцы — убили жену Ярослава, а детей взяли в плен в качестве заложников.
1254 — Ярослав бежал в Ладогу, где был хорошо принят.
1255 — новгородцы, изгнав сына Александра Невского — Василия в Торжок, перевели Ярослава во Псков (бывшего на тот момент в номинальной зависимости от Новгорода), а позднее - в Новгород. Александр Невский выступил против Ярослава, который вынужден был оставить Новгород и вернутся, по всей видимости, в Тверь. При этом, точное время возвращения его в своё княжество неизвестно.
1258 — Ярослав, примирившись с великим князем, вместе с братьями и племянником Борисом ростовским, ездил в Орду, откуда, по словам летописи, был отпущен «со многою честью» и вернулся в Тверь.
1262 — Александр Невский посылает Ярослава на помощь новгородцам, решившим захватить принадлежавший Ливонскому ордену Дерпт.
1263 - по смерти Александра Невского Ярослав вступил в спор из-за великокняжеского стола со старшим братом Андреем. Спор в итоге был отдан на решение хана, который передал великокняжеский ярлык младшему Ярославу, по всей видимости, рассматриваемому в качестве более лояльного. Под властью Ярослава оказались Тверское и Владимирское княжества.
1266 — новгородцы (под влиянием партии меньших), изгнав князя Дмитрия Александровича, вновь пригласили на княжение Ярослава, который женился на дочери новгородского боярина Юрия Михайловича, вероятно с целью упрочить своё положение в Новгороде.
1267 — Ярослав чуть не поссорился с Новгородом из-за литовцев, бежавших из Литвы во Псков; новгородцы хотели их перебить, но Ярослав не допустил до этого. Другой возможной причиной распри было избрание псковичами в князья литовца Довмонта вместо сына Ярослава, Святослава. Вскоре сам Ярослав уехал из Новгорода (1267), оставив там племянника Юрия Андреевича.
1268 — Ярослав, по просьбе новгородцев, послал им на помощь сыновей (Святослава и Михаила) и других князей, которые и участвовали в Раковорской битве. Воспользовавшись смутой, бывшей на тот момент в Новгороде, Ярослав явился в Новгород и потребовал отлучения от власти некоторых знатных новгородцев. Новгородцы вначале отказали ему, но потом, опасаясь возможного усиления Ливонского ордена и нуждаясь в поддержке Ярослава, все же пошли ему на уступки.
1270 — заключён мир с ливонцами. В том же году Ярослав был изгнан новгородцами за самовластное управление. Он решил усмирить Новгород, призвав к участию в будущей борьбе князей Дмитрия Александровича Переяславского и Глеба Смоленского, и заручившись помощью от Орды. Сторону новгородцев принял брат Ярослава, Василий, князь костромской, который питал злобу на старшего брата за то, что последний в 1269 г. велел схватить в Костроме новгородских купцов. Целую неделю противники стояли друг против друга у Старой Русы, но в итоге Ярослав примирился с новгородцами при содействии митрополита Кирилла II; обе стороны согласились на взаимные уступки. Выезжая из Новгорода, Ярослав оставил там наместником боярина Андрея Воротиславича.
1271 — Ярослав ездил в Орду с племянниками Василием и Дмитрием Александровичами (сыновьями Александра Невского) и на обратном пути умер, приняв в схиме имя Афанасия, совпадающее с крестильным (16 сентября 1272 г.).