Arruolatosi nella Marina imperiale nel 1914, fu destinato al Servizio aeronautico navale negli anni della sua costituzione; si formò dunque come aviatore, maturando esperienza nei Gruppi aerei di Yokosuka e Kasumigaura, oltre a servire tra il 1920 e il 1922 all'estero, nel Regno Unito. Più volte istruttore, comandò alcuni stormi negli anni venti e dal 1930 al 1936 fu distaccato presso il ministero del Commercio di Tokyo, con funzioni di collegamento con l'aviazione militare. Per il resto del decennio comandò diversi gruppi aeronautici sparsi per il Giappone e, nel 1940, fu a capo della nave appoggio idrovolanti "Kamikawa Maru", coinvolta nelle ostilità contro la Cina. Dopo l'attacco di Pearl Harbor rimase su suolo nipponico, al comando di diversi gruppi aerei, e all'inizio del 1943 divenne comandante della 24ª Flottiglia aerea. In autunno ebbe ordine di trasferirsi con i suoi reparti all'atollo di Kwajalein, nelle isole Marshall, per irrobustire le difese dell'arcipelago che fu massicciamente attaccato nel gennaio-febbraio 1944. Yamada rimase ucciso in uno dei numerosi bombardamenti aeronavali americani in data imprecisata, dopo che la sua unità era stata ridotta al solo personale di terra.