แต่เดิมยามาดะตั้งใจเข้าทำงานในธุรกิจภาพยนตร์หลังจบการศึกษา แต่เปลี่ยนใจไปสมัครเข้าเกียวโตแอนิเมชันหลังจากเห็นโฆษณา[2] งานแรกที่ยามาดะได้รับมอบหมายคือการสร้างฉากอินบีทวีน (inbetween) ให้กับซีรีส์อินุยาฉะ เทพอสูรจิ้งจอกเงิน[2] ก่อนที่จะเลื่อนขึ้นไปเป็นคีย์แอนิเมเตอร์ในวิชวลโนเวลแอร์[2]

หลังจากที่ยามาดะได้เป็นผู้กำกับตอน (episode director) ในวิชวลโนเวลแคลนนาดแล้ว ยามาดะได้รับข้อเสนอให้เป็นผู้กำกับอย่างเต็มตัวครั้งแรกกับซีรีส์เค-อง! ก๊วนดนตรีแป๋วแหวว ซึ่งสร้างจากมังงะสี่ช่องแนวเสี้ยวชีวิตชื่อเดียวกัน[2] ซีรีส์นี้ประสบความสำเร็จอย่างมาก โดยมีภาคต่อและภาพยนตร์ออกมาหลังจากนั้นด้วย ใน พ.ศ. 2556 เธอกำกับซีรีส์ตลาดป่วน ก๊วนทามาโกะตามด้วยภาพยนตร์ทามาโกะ เลิฟสตอรี (Tamako Love Story) ในปีถัดมา ซึ่งทามาโกะ เลิฟสตอรีนั้นทำให้ยามาดะได้รับรางวัลหน้าใหม่ยอดเยี่ยมจากเทศกาลศิลปะสื่อแห่งประเทศญี่ปุ่น (Japan Media Arts Festival)[4] โดยในภาพยนตร์เรื่องนี้เธอเขียนสตอรีบอร์ดของทั้งเรื่องด้วยตัวเอง[5]และยังเขียนเนื้อร้องเพลงประกอบได้แก่ Everybody Loves Somebody ด้วย[6] ผลงานต่อไปของยามาดะคือภาพยนตร์เรื่อง รักไร้เสียง ซึ่งสร้างจากมังงะชื่อเดียวกันซึ่งตีแผ่ประเด็นการรังแกกันในโรงเรียนและความพิการทางร่างกายในประเทศญี่ปุ่น รักไร้เสียงเปิดตัวเป็นอันดับที่สองในบ็อกซ์ออฟฟิศของญี่ปุ่น และทำรายได้รวม 2.3 พันล้านเยน ซึ่งเป็นอันดับที่ 19 ของภาพยนตร์ในประเทศญี่ปุ่นใน พ.ศ. 2559[7] ภาพยนตร์เรื่องนี้ยังได้รับการเสนอชื่อเข้าชิงรางวัลอีกหลายรางวัล รวมทั้งรางวัลภาพยนตร์ยอดเยี่ยมไมนิจิ (Mainichi Film Awards) สาขาภาพยนตร์แอนิเมชันยอดเยี่ยมและรางวัลภาพยนตร์ยอดเยี่ยมแห่งประเทศญี่ปุ่น (Japan Academy Prize) สาขาภาพยนตร์แอนิเมชัน

ยามาดะมองว่าส่วนสำคัญที่สุดของการเป็นผู้กำกับภาพยนตร์คือการสังเกตผู้คน เธอนิยามตัวเองว่าเป็นผู้กำกับแนว method ซึ่งเน้นอารมณ์และความคิดของตัวละคร[2] โดยผลงานของเธอเป็นที่ยอมรับว่าสามารถใช้อวัจนภาษาเพื่อถ่ายทอดความรู้สึกของตัวละครออกมาได้อย่างดี[8]