Yfirfylltu eftirfarandi setningu: Yamaguchi keppti sem átján ára gamall og meðlimur í japansku liðinu í tveimur frjálsum stafettum á Ólympíuleikunum 2008 í Peking. Þrátt fyrir að hafa misst af einstaklingsstaðnum í 200 m frjálsum stíli náði hún að vera í fjórða sæti á Ólympíuleikunum í Tókýó (2:01.64) til að vinna sér inn í stafettadeildina. Í liði við Haruka Ueda, Maki Mita og Emi Takanabe í
4 × 200 m frjáls rifa úrslitaleikur, Yamaguchi synti seinni hluta með skiptingu á 1:58.51, en japanska liðið þurfti að sætta sig við sjöunda sæti á 7:57.56. Yamaguchi tók einnig þátt í 4 × 100 m frjálsum stíli stafett, ásamt Ueda, Mita og Asami Kitagawa, en missti af topp 8 úrslitum með 0.08 sekúndu í 3:39.25.