Nato a Osaka nel 1962, dopo essersi diplomato alla Tennōji High School ha frequentato l'Università di Kobe, dove si è laureato in Medicina nel 1987; in seguito si è specializzato come chirurgo ortopedico, dedicandosi poi alla ricerca di base. Ha conseguito il PhD all'università di Osaka nel 1993 ed è stato al Gladstone Institute di San Francisco e al Nara Institute of Science and Technology in Giappone. Yamanaka è professore all'Università di Kyoto e all'Università della California, San Francisco e continua a collaborare con il Gladstone.