Completa la següent frase: Yamaguchi va competir amb divuit anys i com a membre de l'equip japonès en dos esdeveniments de releu d'estil lliure als Jocs Olímpics d'estiu de 2008 a Pequín. Tot i que es va perdre el lloc individual en els 200 metres d'estil lliure, va aconseguir la quarta posició en les proves olímpiques de Tòquio (2:01.64) per guanyar una selecció absoluta a l'equip de releu. En equip amb Haruka Ueda, Maki Mita, i Emi Takanabe en el
En la final de releu de 4 × 200 m d'estil lliure, Yamaguchi va nadar la segona etapa amb un temps de 1:58.51, però l'equip japonès va haver de conformar-se amb el setè lloc en 7:57.56. Yamaguchi també va participar en el releu d'estile lliure de 4 × 100 m, juntament amb Ueda, Mita i Asami Kitagawa, però es va perdre la final dels 8 millors per 0,08 de segon en un temps preliminar de 3:39.25.