Przez część sezonu 2006 był kierowcą zespołu Super Aguri F1 w Formule 1, a rok później startował dla zespołu Spyker w ostatnich rundach sezonu. Od kwietnia 2010 pełni funkcję kierowcy rezerwowego w stajni Hispania Racing F1 Team. 8 lipca 2010 zespół HRT poinformował, że Japończyk zastąpi podczas Grand Prix Wielkiej Brytanii dotychczasowego kierowcę zespołu Bruno Sennę. W Grand Prix Niemiec i Węgier Yamamoto zastąpił Karuna Chandhoka. Niespełna tydzień przed weekendem w Belgii, zespół HRT poinformował iż Yamamoto będzie kontynuował swą jazdę w Formule 1.