Erste internationale Erfolge feierte Ryōta Yamagata bei den Jugendweltmeisterschaften 2009 in Brixen, bei denen er in 10,80 s Platz vier im 100-Meter-Lauf erreichte und mit der japanischen Sprintstaffel (1000 Meter) die Bronzemedaille gewann. 2011 gelangte er bei der Sommer-Universiade in Shenzhen bis in das Halbfinale und wurde mit der 4-mal-100-Meter-Staffel in der ersten Runde disqualifiziert. 2012 qualifizierte er sich erstmals für die Olympischen Spiele in London, bei denen er über 100 Meter mit 10,10 s im Halbfinale ausschied und mit der japanischen Stafette in 38,35 s im Finale Platz vier belegte. Im Jahr darauf gewann Yamagata die Silbermedaille über 100 Meter und mit der Staffel bei den Studentenweltspielen in Kasan und qualifizierte sich über 100 Meter auch für die Weltmeisterschaften in Moskau, bei denen er mit 10,21 s im Vorlauf ausschied. Anschließend gewann er bei den Ostasienspielen in Tianjin Silber über 100 Meter und siegte mit der japanischen Stafette in 38,44 s.