Voltooi die volgende sin: Yamaguchi het as 'n agtienjarige en 'n lid van die Japannese span in twee vryslag-stafelspele by die Somer Olimpiese Spele in 2008 in Beijing deelgeneem. Ondanks die feit dat sy die individuele plek in die 200 m vryslag misgeloop het, het sy daarin geslaag om die vierde plek te behaal by die Olimpiese proewe in Tokio (2:01.64) om 'n regstreekse keuse op die stafleis te verdien. Saam met Haruka Ueda, Maki Mita en Emi Takanabe in die
In die 4 × 200 m vryslag finaal het Yamaguchi die tweede been geswem met 'n tyd van 1:58.51, maar die Japannese span moes met die sewende plek in 7:57.56 tevrede wees. Yamaguchi het ook deelgeneem aan die 4 × 100 m vryslag, saam met Ueda, Mita, en Asami Kitagawa, maar het die top 8 finaal gemis deur 0.08 van 'n sekonde in 'n voorlopige tyd van 3:39.25.