Cuando la reputación de Yunick como un buen mecánico se extendió por la ciudad, Marshall Teague, propietario de un equipo local de carreras de autos de stock, lo invitó a unirse al equipo y Yunick aceptó, a pesar de estar completamente familiarizado con las carreras de autos de stock. Preparó un avispón Hudson para el piloto Herb Thomas para la segunda carrera del Southern 500 en Darlington, Carolina del Sur, que ganó la carrera.

Entre 1958 y 1973, Yunick también participó en las carreras de las 500 Millas de Indianápolis, su coche ganó la carrera de 1960. Sus innovaciones aquí incluyeron el » Reverse Torque Special «de 1959, con el motor funcionando en rotación opuesta a la normal, y el Hurst Floor Shifter Special, un automóvil con la cápsula del conductor montada como un» sidecar » en 1964. En 1962, Yunick cambió las carreras de ruedas abiertas para siempre cuando montó un ala en el Roadster Watson Especial Simoniz Vista de Jim Rathmann. El ala, diseñada para aumentar la carga aerodinámica, permitió a Rathmann alcanzar velocidades de curvas nunca antes vistas en el circuito de Indianápolis, pero creó tanta resistencia que en realidad causó que el coche registrara tiempos de vuelta más lentos. El United States Automobile Club (USAC) prohibió inmediatamente el uso de alas, pero pronto comenzaron a aparecer en autos que competían en Can-Am y Fórmula Uno y en 1972 la USAC volvió a permitir su uso. También participó en carreras de resistencia.

La carrera de carreras de Yunick lo puso en contacto con representantes de la industria automotriz, y se convirtió en el equipo de carreras de fábrica no oficial de Chevrolet, además de dirigir los esfuerzos de NASCAR para Ford y Pontiac. Gran parte del desarrollo de alto rendimiento del motor de bloques pequeños Chevrolet involucró a Yunick en el diseño, las pruebas o ambos. Yunick corrió con Chevrolet en 1955 y 1956, Ford en 1957 y 1958, y Pontiacs de 1959 a 1963. Fue con Pontiac que Yunick se convirtió en el primer propietario del equipo en ganar el Daytona 500 dos veces (1961 y 1962), y el primero en poner a un piloto, su amigo cercano Fireball Roberts, en la pole tres veces (1960-1962); esto también convirtió a Pontiac en el primer fabricante en hacerlo.

Tras el accidente de Fireball Roberts en 1964 en Charlotte, donde después de 40 días de dolor por quemaduras, murió, Yunick comenzó una campaña para realizar modificaciones de seguridad para evitar que se repitieran tales desastres. Después de ser rechazado repetidamente por el propietario de NASCAR, Bill France Sr., Yunick dejó NASCAR en 1970.

Al igual que con los corredores más exitosos, Yunick fue un maestro de la zona gris a caballo entre las reglas. Quizás su hazaña más famosa fue su Chevrolet Chevelle # 13 de 1966, conducido por Curtis Turner. El coche era mucho más rápido que la competencia durante las pruebas que estaban seguros de que había trampas; se sospechaba que había algún tipo de mejora aerodinámica, pero el perfil del coche parecía ser completamente de stock, como requerían las reglas. Finalmente se descubrió que Yunick había bajado y modificado el techo y las ventanas y levantado el suelo (para bajar la carrocería) del coche de producción. Este coche tiene muchas leyendas al respecto, y fueron definitivamente desacreditados por el episodio Dinner with Racers de 2019 en Amazon Prime TV. Desde entonces, NASCAR requería que el techo, el capó y el maletero de cada coche de carreras se ajustaran a las plantillas que representaban el perfil exacto del coche de producción.

Otra improvisación de Yunick fue sortear las regulaciones que especifican un tamaño máximo para el tanque de combustible, mediante el uso de bobinas de 11 pies (3 metros) de tubos de 2 pulgadas (5 centímetros) de diámetro para la línea de combustible para agregar aproximadamente 1,5 galones estadounidenses (6 litros) a la capacidad de combustible del automóvil. Una vez, los funcionarios de NASCAR elaboraron una lista de nueve artículos para que Yunick los arreglara antes de que se permitiera que el auto entrara en la pista. Los sospechosos funcionarios de NASCAR habían retirado el tanque para su inspección. Yunick arrancó el coche sin tanque de gasolina y dijo «Mejor que sean diez», y lo llevó de vuelta a los boxes. Usó una pelota de baloncesto en el tanque de combustible que se podía inflar cuando se comprobaba la capacidad de combustible del automóvil y se desinflaba para la carrera.

Yunick también utilizó innovaciones como chasis offset, pisos elevados, alerones de techo, inyección de óxido nitroso y otras modificaciones a menudo dentro de la letra del libro de reglas, si no del espíritu. «Todos esos otros tipos engañaban 10 veces peor que nosotros», escribió Yunick en su autobiografía, » así que fue solo en defensa propia.»El éxito de Yunick también se debió a su experiencia en la aerodinámica de los coches de carreras.

En otro incidente, Yunick se presentó para una carrera con guardabarros traseros que cubrían parcialmente los neumáticos traseros de su Chevelle. El coche calificó bien debido a la aerodinámica mejorada, pero los otros equipos se reían y se preguntaban cómo iba a cambiar los neumáticos durante las paradas en boxes. Después de la calificación, Yunick rápidamente cortó las aberturas de los guardabarros traseros. Los otros equipos se quejaron a NASCAR, pero Smokey dijo: «Las reglas dicen que PUEDO cortar los guardabarros traseros, pero no dice CUÁNDO puedo cortarlos.

Yunick también construyó un Camaro de 1968 para carreras Trans-Am. Aunque Yunick estableció varios récords de velocidad y resistencia con el coche en Bonneville Speedway, con un motor de 302 pulgadas cúbicas (~4942 centímetros cúbicos) y un motor de 396 pulgadas cúbicas (~6489 centímetros cúbicos), nunca ganó una carrera mientras Yunick lo poseía. Más tarde fue vendido a Don Yenko, que ganó varias carreras. Al estilo típico de Yunick, el automóvil, aunque superficialmente era un Camaro común, tenía paneles de carrocería sumergidos en ácido y vidrios de ventana más delgados para reducir el peso, el extremo delantero de la carrocería inclinado hacia abajo y el parabrisas relajado para la aerodinámica, los cuatro guardabarros ensanchados, el subchasis delantero Z’ed (para mover físicamente la suspensión delantera más arriba y más abajo de la parte delantera del automóvil) y el piso se movió hacia arriba para bajar el automóvil, y muchas otras modificaciones detalladas. Los rieles de goteo incluso se acercaron al cuerpo para una pequeña mejora aerodinámica. Un conector al sistema de aceite del motor se extendió al interior del automóvil, para permitir que el conductor agregara aceite de una manguera presurizada durante las paradas en boxes. Para permitir al conductor suficiente libertad de movimiento, el arnés de hombro fue modificado para incluir un mecanismo de trinquete de cable de un helicóptero militar. En 1993, Vic Edelbrock Jr comprado y restaurado el coche.

Contrariamente a la opinión popular, Yunick diseñó la primera barrera de pista de carreras «safe wall» a principios de la década de 1980 utilizando neumáticos viejos entre láminas de madera contrachapada, pero NASCAR no adoptó su idea. Yunick también desarrolló tomas de aire para autos comunes en 1961, pero NASCAR no las consideró apropiadas.