Ban đầu Yūbari được thiết kế như một tàu tuần dương tuần tiễu thử nghiệm, có những khả năng tác chiến như một tàu tuần dương hạng nhẹ Nhật với lượng rẽ nước tiêu chuẩn 5.000 tấn trên một lườn tàu nhẹ hơn nhiều. Con tàu được thiết kế bởi Đô đốc Yuzuru Hiraga. Các khẩu pháo chính được bố trí trên trục giữa tàu trên những tháp pháo, và lớp vỏ giáp được tích hợp vào cấu trúc lườn tàu. Tháp chỉ huy được thiết kế nhô ra đáng kể nhằm tăng khả năng đi biển. Hệ thống động lực của tàu khu trục được trang bị nhằm tiết kiệm trọng lượng, với tám nồi hơi Kampon đốt dầu gom vào một ống khói chung lớn.

Yūbari được hoàn tất với lượng rẽ nước vượt quá 419 tấn (13%) so với tải trọng thiết kế, đưa đến hậu quả tầm nước sâu hơn 0,3 m (1 ft) và tốc độ giảm bớt 2,8 km/h (1,5 knot) so với tốc độ thiết kế. Dù sao, con tàu vẫn được xem là thành công, khi nhiều đặc tính của nó được áp dụng trên các tàu chiến Nhật Bản sau này.

Yūbari được tái trang bị đánh kể vào đầu năm 1944 khi hai tháp pháo nòng đơn 140 mm (5,5 inch) được tháo bỏ, và một khẩu đội phòng không 120 mm (4,7 inch) được bổ sung tại vị trí "A" cùng sáu khẩu đội nòng đôi và một khẩu đội ba nòng phòng không 25 mm được tăng cường cùng với radar và thủy lôi.