但世界轮流转，其后铃木的GSX-R1000再度把车迷的心扯走。在良性竞争下，Yamaha在01年9月宣佈推出全新的YZF-R1，引擎改动部份包括进气/排气系，供油系统改用电子燃油喷注，车架起用第三代DeltaBox车架，比起DeltaBox II刚性提高了30%。配合减磅偷轻和应用新赛车科技等的指定动作，致力再创造出另一个一公升级跑车的神话。
据厂方产品资料的说法，表示全新的R1是强调人车之间的沟通信任，包括提升油门的线性输出，增强高速操控和鼓励驾驶者更轻易地做出激烈的弯道动作。
动力改进
02年YZF-R1的引擎大致上沿用上一代引擎的998cc水冷直四5活瓣规格，但全新的电子燃油喷注系统中的进气系起用了生产性电单车首度採用的吸式活塞设计，据说低转时能维持最佳进气量，在高转时又能增强马力的提升速度。其运作原理是利用一个悬浮状态的活塞来控制进气量，透过多个感应器，探测生风和水箱的温度，大气压力，曲轴的位置，油门开启角度和当时转数后，微型电脑ECU会决定适当的供油量以利营做出最佳风油比例，令油门反应拥有传统化油器的优点又有电子燃油喷注的淮确表现。除此之外，引擎各部件都经过改良，致力提供一个更稳定耐用的动力心脏。
为改善高转时进气系会受到引擎热力的影响，进气导管採用了新设计，并缩短了30mm来改善低转时的生风流量，风盒也由以往的盒状改换成类似碟状的设计。
为了稳定耐力性能，透过改动油冷腮片，水箱散热栅及套管配套也经过重新设计，冷却能力增强了20%。採用铱合金火咀也有利引擎在苛刻的环境中维持稳定的点火动作。
为了偷轻重量，死气喉改用更轻量化的钛金属为材料能节省一公斤重量。为了更能配合电子燃油喷注系统，死气喉由四出一模式改为四出二出一，拉直了喉管的弯位，并内藏双杆式EXUP活阀设计来保留低转够扭力，高转够马力的动力特性。
骨架改进
标志著R1迈向新纪元的其中一位功臣，便是第三代Delta铝合金车架，除了刚性提高了30%外，引擎接码的位置提高了20mm来改良操控重心，加速转向反应。副车架也可以分离，方便更换尾避震。车架外壁厚度由3mm增厚至3.5mm，鹅颈及各处接合位都作出补强改良，并以哑黑色作为标记。
外型改进
全新的线条切割，带出纤巧身段，车头造型更凶恶，穿透性更高。头尾沙板的造型有变化，车尾底部改用衬色under-tray，油缸、座位及车尾的线条都有改动。啡呤锣丝改用快取设计，缩短作业时间。全新编排的表板，新增转波警示灯，可以自由设定需要转波的转数，提醒驾驶员何时转高波。
掣动篇
43mmKayaba倒立前叉替代了以往的41mm幼脚，Fork芯的各项部件都经过偷轻改良，避震行程由135mm减少至120mm，但採用较硬的弹簧，预载受压回弹等调较幅度都有增加。转向几何方面，新设定减少了前倾角但增加了拖曳距，在弯中更易掌握车体反应。直径298mm的头刹车碟，改用全新的四活塞卡钳，掣动活塞及刹车皮都经过改良。
车尾的刹车碟直径缩小了，用意是鼓励驾驶员多用尾迫力，不用担心锁尾。全新设计的左右非对称的铝合金摇臂，据厂方资料的说法，有利发挥长摇臂的稳定性，并增快转向表现。尾避震的弹簧硬度增加了，并拓阔了预载调较的幅度，能提供更细緻淮绳的调较，更能迎合不同车主的需要。 车尾刹车灯改用全幅式LED灯，光度十足又能节省重量。
| 2002 Yamaha YZF-R1 規格表 | |
| 引擎形式 | 四衝水冷DOHC 20活瓣並列4汽缸 |
| 缸徑 x 衝程 | 74.0 mm x 58.0 mm |
| 壓縮比 | 11.8 : 1 |
| 總排氣量 | 998 cc |
| 最高馬力 | 152ps/10,500 |
| 最大扭力 | 10.9kg-m / 8,500rpm |
| 車架形式 | 鋁合金雙翼樑車架 |
| 傳動系統 | 濕式多片6前速鏈傳動 |
| 燃油供應 | Mikuni 電子燃油噴注系統 |
| 前傾角( R) | 24° |
| 拖曳距(T) | 103mm |
| 前懸掛系統 | 43mm倒立套管前叉，全功能調較 |
| 後懸掛系統 | 單筒油壓避震，全功能調較 |
| 輪胎(前) | 120/70 - ZR17 M/C (58W) |
| 輪胎(後) | 190/60 - ZR17M/C (73W) |
| 前掣動系統 | 2 x 298mm剎車碟4活塞對向卡鉗 |
| 後掣動系統 | 220mm單碟配兩活塞卡鉗 |
| 長 x 闊 x 高 | 2040 x 705 x 1105mm |
| 軸距 | 1395mm |
| 最低離地距 | 140mm |
| 座高 | 820mm |
| 乾重 | 174kg |
| 油缸容量 | 17公升 |
第三代的YZF-R1，最高马力达到惊人的180hp(模拟Ram-Air计算)，比起GSX-R1000的最大功率还要多了差不多10ps。即使不计Ram-Air的贡献，2004年全新R1的曲轴输出也高达172hp，比起GSX-R1000的曲轴输出还是多了差不多8ps。比较两者的排气量，全新R1比03年GSX-R1000多了只有10cc (R1-998cc / GSXR 988cc)，多了10cc排气量能造出十匹马力的差别吗？当然不会。新R1的排气量根本没有变。证明第三代的R1，造功水平再创高峰。
细看这台998cc水冷四衝程20气门引擎，採用双Ram-Air和更短衝程的设计(曲柄也短了7.5mm)来加快了活塞的上下动作 ，来提高可用转数(10,500rpm-->12,500rpm)。曲轴和锻造活塞的重量都有减轻，其中以曲轴的重量被减轻了16%最为夸张。多了两千转的后果是，最高马力得以进一步榨取，但副作用是最大扭力10.9kg-m比起旧款迟了2000rpm才出现，车手要把引擎扭到10,500rpm才能取得最大扭力，意味著04年R1比02年的R1更偏激，更考keep转数的工夫。
既然排气量不变但衝程变短(58mm--->53.6mm)，所以缸径便由74mm增加至77mm，压缩比也轻微提升了0.3至12.1：1。进气门的面积和开启幅度都有增加以 便让更多鲜风注入。较短身汽缸的好处是可以让引擎高度变短，也可以更方便地向前倾，拉直了进气门的角度，减少进气阻力。
新引擎以40度角前倾(以前是30度)，全新CF锻造技术制造的Deltabox第四代车架(和03年R6或04年Fazer600/Majesty250相同技术)的左右两条主翼梁，可以在引擎的上方跨过它而非在引擎的两侧掠过，结果是车架的刚性更高，垂直刚性提升200%！横向刚性提高50%，而抗扭性则提高了30%！除了提高刚性之外，在引擎上方跨过的车架，还可以顺便收窄宽度(464mm --->395.6mm)，制造更紧凑的驾驶空间，提升人车合一的感觉。Controlled Fill锻造技术也包括R1的副车架和尾担，后者的刚性更提高了30%。
由座下伸出的EXUP排气系统，除了附有催化器的中段那部份採用不锈钢制造外，其馀都是採用钛合金制造。新R1也把发电机移至汽缸之后，有效增加了车身最大倾斜度至56度，让高手有更多空间发挥过弯技术。
全新行车电脑运算速度达到32-bit，全新电子燃油喷注系统的体积比旧款窄了27mm，并内置摩打推动第二油门气门来顺滑油门的响应性。
收窄了的油缸也做了手脚。油缸的后半部份才是真正存放燃油的地方，油缸的前半部份则借位给全新设计，压力更高的风盒来榨取最高马力。把燃油集中存放在油缸的后半部份，令车身重心更集中。
全功能调较的43mm KYB倒立前叉为了应付更艰辛的工作而改换了较硬的弹簧。全新五柱式合金轮框重量都有所减轻，分别是前轮轻了10%而尾轮则轻了7.5%，对加减速和转向都有更敏锐的帮助。
车身缧丝大量採用中空轻身飞机缧丝来减轻重量，电池也改用更轻巧的货色。最后成绩是新R1比旧R1轻了2kg至172kg，但比起现款的GSX-R1000乾重168kg仍然重了4Kg。
通常电单车的前掣动卡钳一旦採用放射式装嵌法后，便可以把掣动碟的直径缩小以减轻头轮重量。但04'R1仍旧採用320mm直径的掣动碟，是意味著R1的掣动力再进一步吗？尾掣动卡钳和尾碟的重量也有轻微减轻。
转向几何方面，拖曳距由97mm增加至103mm，分离式把手的位置提高了10mm，脚踏前移了2.5mm和降低了7.5mm。座位则由820mm提高至835mm。车身迟码方面，长度和宽度都轻微增加，而高度则维持不变。
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2004 Yamaha YZF-R1 規格表 | |
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引擎形式 |
四衝水冷DOHC 20活瓣並列4汽缸 |
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缸徑x 衝程 |
77.0mm x 53.6mm |
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壓縮比 |
12.3 : 1 |
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總排氣量 |
998 cc |
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最高馬力 |
180hp/12,500rpm (Ram Air Simulation) |
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最大扭力 |
10.9kg-m/10,500rpm (Ram Air Simulation) |
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車架形式 |
鋁合金雙翼樑車架 |
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傳動系統 |
濕式多片6前速鏈傳動 |
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燃油供應 |
Mikuni 雙油閥電子燃油噴注系統 |
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前傾角( R) |
24° |
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拖曳距(T) |
97mm |
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前懸掛系統 |
43mm倒立套管前叉， |
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後懸掛系統 |
單筒油壓避震，全功能調較130mm行程 |
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輪胎(前) |
120/70 - ZR17 |
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輪胎(後) |
190/50 - ZR17 |
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前掣動系統 |
2 x 320mm剎車碟放射式4活塞對向卡鉗 |
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後掣動系統 |
220mm單碟配單活塞卡鉗 |
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長 x 闊 x 高 |
2065 x 720 x 1105mm |
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軸距 |
1395mm |
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