Akane Yamaguchi est née à Katsuyama, au Japon, en juin 1997. Ne vous fiez pas à sa petite taille, sa rapidité, sa précision et son agilité l'ont par le passé propulsé jusqu'au rang de numéro un mondial en simple dames ! Ses débuts sont remarquables. Dès 2012, cette jeune badiste fait ses premiers pas dans la compétition professionnelle senior à l'occasion de l'Osaka International Challenge. Elle contribue ensuite, avec l'équipe nationale junior, à l'obtention de la première médaille d'or par équipes mixtes du Japon aux Championnats asiatiques juniors. La même année, elle atteint la finale des Championnats du monde juniors et termine deuxième en s'inclinant face à sa compatriote Nozomi Okuhara. La spécialiste du simple prend ensuite sa revanche en 2013 et 2014 pour s'adjuger un double titre de championne du monde junior. En 2013, elle participe au Japan Open sans être classée et bat plusieurs gros noms comme l'Indienne Pusarla Venkata Sindhu ou la Taïwanaise Tai Tzu Ying. Elle s'impose en finale face à sa compatriote Shizuka Uchida et devient, à l'âge de 16 ans seulement, la plus jeune joueuse à remporter un tournoi HSBC BWF Super Series. Les prestations hors-normes d'Akane lui valent deux nominations de la joueuse la plus prometteuse de l'année par la Fédération mondiale de badminton en 2013 et 2014.
L'étoile montante ne perd pas le rythme. Année après année, elle continue sa quête de victoires. Elle s'octroie le titre au Bitburger Open 2015 en battant la Thaïlandaise Ongbamrungphan. Akane représente ensuite son pays aux Jeux olympiques d'été de 2016 à Rio de Janeiro. Elle s'arrête en quart de finale, éliminée par Okuhara. Elle s'impose par la suite au Korea et au Denmark Open. Lors des Championnats d'Asie de 2017, l'expérimentée droitière aide son pays à remporter son premier championnat par équipes mixtes, titre qu'elle obtient également avec les femmes en 2018 et 2020. Elle conclut l'année avec le Dubai World Super Series Finals. Elle réalise une nouvelle fois l'exploit de battre la vice-championne du monde P.V. Sindhu en finale.
À partir de 2018, la joueuse japonaise franchit une nouvelle étape et semble presque innarêtable. Alors âgée de 20 ans, elle détrône Tai Tzu Ying pour se hisser au sommet du classement mondial. Elle rayonne seule comme en équipe. Elle obtient ses premiers titres HSBC BWF World Tour en simple dames, le German Open (Super 300) et le French Open (Super 750). Akane Yamaguchi gagne aussi la médaile d'or à l'Uber Cup et aux Jeux asiatiques de Jakarta avec l'équipe féminine japonaise. Elle complète son palmarès avec les Championnats d'Asie. Elle bat Chen Yu Fei, tête de série numéro un, puis la Chinoise He Bing Jiao en finale. Elle continue les découvertes en remportant son premier Super 1000, l'Indonesia Open, face à une adversaire qu'elle connaît très bien, Pusarla Venkata Sindhu.
La joueuse nipponne démarre en 2020 une rivalité avec la Sud-Coréenne An Se Young. Elles s'affrontent des dizaines de fois, dans des matchs toujours serrés. C'est d'ailleurs contre An Se Young qu'Akane décroche son 4e Super 1000 au Malaysia Open 2023. Après la catégorie jeunes, elle réitère son doublé aux Championnats du monde chez les seniors en 2021 et 2022. Elle devient par la même occasion la première joueuse de l'histoire du badminton japonais en simple féminin à défendre avec succès ce titre. Ses prestations sont récompensées avec la nomination de la joueuse de l'année 2022 par la Fédération mondiale de badminton. Akane collectionne les médailles de bronze dans les grands rendez-vous de 2023 : Sudirman Cup, Championnats du monde, Championnat asiatiques. Elle n'en oublie pas pour autant les tournois HSBC BWF World Tour avec des victoires à l'India Open (Super 750), le German Open (Super 300), le Malaysia Masters (Super 500)...