在2008年北京夏季奥运会上, 山口作为一名18岁的日本队员参加了两项自由式接力赛. 尽管她错过了200米自由泳的个人名额,但她在东京奥运会试赛 (2:01.64) 获得了第四名,获得了接力队的绝对选拔. 在4×200米自由式接力赛中与 Haruka Ueda,Maki Mita 和 Emi Takanabe 合作
但日本队不得不满足于以7:57.56的时间获得第七名. 山口也参加了4 × 100米自由式接力赛,与乌田,米塔和阿萨米·基塔川一起,但在预赛时间为3:39.25的时间里,错过了前8名的决赛.