Yamamoto begyndte sin karriere i 1990 som reporter for Asahi Newstar, TV Asahi's satellit-tv-kanal, og blev til sidst videoreporter og instruktør for dokumentarfilm og nyhedsprogrammer. Hun forlod kanalen i 1995 for at slutte sig til Japan Press, en Tokyo-baseret uafhængig mediegruppe, der dækker nyheder og producerer dokumentarer til tv-udsendelser og magasiner med fokus på Mellemøsten og Sydvestasien. Kendt for at bruge håndholdte videokameraer og udføre sin egen redigering, tjente Yamamoto som korrespondent for Japan Press i kritiske områder som Kosovo, Bosnien, Tjetjenien, Indonesien, Afghanistan i 2001, Irak i 2003 og Uganda. Hun rapporterede om undertrykkelsen af de afghanske kvinder i Kabul og interviewede medlemmer af Taliban i Afghanistan. Hun arbejdede som specialkorrespondent for Nippon TV i Irak. Hun overlevede et koalitionstank-granatangreb på Palestine Hotel i Bagdad den 3. april 2003, hvor to journalister fra "Reuters" og en spansk tv-station blev dræbt. Yamamoto skiftede til at arbejde som nyhedsvært for Nippon TV nyhedsprogram i 2003 og 2004, og modtog Vaughn-Uyeda Memorial Award-prisen for sin tidligere dækning af krigen i Irak. Hun var også særlig lektor ved Waseda Universitets journalistikskole og ved hendes alma mater, Tsuru University. Hendes forelæsninger vedrørte krigens virkninger på almindelige borgere og journalistikkens rolle i krigstid. Efter det store jordskælv i det østlige Japan
Den 11. marts 2011 besøgte Yamamoto de ramte områder for at registrere de opståede skader. I november 2011 begyndte hun at tjene som uafhængig konsulent for Regeringens Revitaliseringsenhed med ansvar for at reducere unødvendige udgifter i den japanske regering. Yamamoto var på mission i Syrien for Nippon TV for at dække den igangværende borgerkrig og den indvirkning, den havde på den syriske civilbefolkning, da hun blev dræbt.