In 2016 nam hij opnieuw deel aan de Olympische Spelen in Rio de Janeiro. Hij kwam uit op zowel de 100 m als de 4 x 100 m estafette. Individueel eindigde Yamagata op de vijfde plaats in zijn halve finale waarmee hij zich niet kon kwalificeren voor de finale. Bij het estafettelopen verging het Yamagata wel beter. Het Japanse team kwalificeerde zich in een tijd van 37,68 voor de finale. In de finale behaalde het Japanse team, bestaande uit Shota Iizuka, Yoshihide Kiryu, Asuka Cambridge en Yamagata in een tijd van 37,60 de zilveren medaille.