Sayo Yamamoto est  l'une des rares femmes réalisatrices au Japon. En 2016, Sayo Yamamoto a réalisé Yuri!!! on Ice, série sur le patinage artistique qui a rencontré un énorme succès au Japon et dans le monde. Elle est par ailleurs co-auteur de cette création originale dont elle a aussi écrit le scénario.

Sayo Yamamoto a débuté dans l'animation au studio Madhouse. Elle n'a que 23 ans lorsqu'elle commence à faire du storyboard, première étape du processus de mise en scène dans l'animation. Elle participe ainsi à plusieurs épisodes de Samurai Champloo, Ergo Proxy, Eureka Seven ou Space Dandy.

En 2008, elle réalise sa première série, Michiko & Hatchin, produite par le studio Manglobe. En 2012, elle signe un spin-off autour de la célèbre saga Lupin III (Edgar, le détective cambrioleur) : Une Femme nommée Fujiko Mine (TMS Entertainment). Elle a également mis en scène de nombreux génériques d'animés, notamment sur L'Attaque des Titans, Space Dandy, Rage of Bahamut, ou Psycho Pass.

Sayo Yamamoto participera à une conférence publique ainsi qu'à plusieurs séances de dédicaces.