Yamaguchi maakte op 6 september 1981 haar debuut in het Japans vrouwenvoetbalelftal tijdens een vriendschappelijke wedstrijd tegen het Engeland. Zij nam met het Japans vrouwenvoetbalelftal deel aan de Wereldkampioenschappen vrouwenvoetbal in 1991. Ze heeft 29 interlands voor het Japanse vrouwenelftal gespeeld en scoorde daarin 1 keer.