Karier
Yamaguchi adalah salah satu remaja ajaib Jepang yang diprediksi oleh banyak orang sebagai pesaing tunggal putri elit masa depan. Dia mencapai final Kejuaraan Dunia Junior BWF tiga tahun berturut-turut, memenangkan perak di Kejuaraan Dunia Junior BWF 2012 di Chiba, Jepang dan memenangkan emas dua kali, sekali di Kejuaraan Dunia Junior BWF 2013 di Bangkok, Thailand dan sekali di Kejuaraan Dunia Junior BWF 2014 di Alor Setar, Malaysia.
Pada usia 16 tahun dan 3 bulan, Yamaguchi menjadi pemain termuda yang pernah memenangkan turnamen BWF Super Series dengan mengalahkan rekan senegaranya Shizuka Uchida di final 2013 Japan Super Series. Ini juga pertama kalinya seorang wanita Jepang memenangkan acara rumah di single wanita di Jepang Terbuka. Ini adalah kemenangan Jepang Terbuka pertama yang bersejarah bagi negara asal.
Pada 2016, Yamaguchi memenangkan gelar Super Series keduanya di Korea Open, mengalahkan Sung Ji Hyun, unggulan ke-5. Dia mengikuti ini dengan kemenangan di Denmark Terbuka yang diadakan di Odense, membuatnya hanya pemain tunggal wanita non-Tiongkok ketiga yang memenangkan dua super series berturut-turut. Satu-satunya pemain non-Tiongkok lainnya yang melakukannya adalah Tai Tzu Ying, Ratchanok Intanon, dan Tine Baun.
Dalam perjalanannya menuju kemenangan di Denmark, ia juga mengalahkan juara dunia ganda dan peraih medali emas olimpiade Carolina Marin dalam tiga set pertandingan serta rekan setimnya Nozomi Okuhara, yang belum pernah dikalahkannya sebelum pertandingan Olimpiade.
Pada 19 April 2018, ia membuat sejarah lain untuk menjadi pemain Jepang pertama yang mencapai peringkat 1 dunia dalam disiplin tunggal.
pada tahun 2022, Yamaguchi dinobatkan sebagai pemain wanita terbaik tahun ini. Ia juga mencetak rekor fantastis dengan meraih tiga gelar bergengsi dalam satu tahun. Gelar tersebut ialah All England 2022, Kejuaraan Dunia BWF 2022, Final Tur Dunia BWF 2022. sekaligus menjadi sejarah untuk pertama kalinya tunggal putri Jepang dan tunggal putri dunia meraih tiga gelar tersebut di tahun yang sama sejak 1997.
Ia menjadi pebulutangkis tunggal putri pertama yang mewakili Jepang menenangkan gelar di Kejuaraan Dunia dalam dua kesempatan, mengklaim medali emas berturut-turut di turnamen edisi 2021 dan 2022.
