Наоко Ямадзаки — вторая женщина-астронавт из Японии.
В детстве жила в Саппоро. Окончила среднюю школу, затем университет. В 1993 году в Токийском университете получила степень бакалавра наук в области аэрокосмической техники, затем, в 1996 году степень магистра наук в области аэрокосмической техники.
В феврале 1999 года Ямадзаки была отобрана в качестве кандидата в астронавты (тогда ещё под девичьей фамилией Сумино). К базовой подготовке приступила в апреле 1999 года. Сертификацию в качестве астронавта получила в сентябре 2001 года. В мае 2004 года завершила подготовку в качестве бортинженера космического корабля Союз-ТМА в Центре подготовки космонавтов имени Гагарина в Звёздном городке.
В июне 2004 года Ямадзаки прибыла в Космический центр имени Линдона Джонсона в Хьюстоне и занималась там по программе подготовки астронавтов.
С 5 апреля по 20 апреля 2010 года принимала участие в полёте Дискавери STS-131 в качестве специалиста полёта. Общая продолжительность полёта составила 15 суток 2 часа 47 минут и 10 секунд.
