1884年4月4日生于新县长冈，为旧日本武士高野贞吉之第六子。
1901年11月进入江田岛海军军官学校。
1904年11月4日毕业于海军军官学校，以海军少尉候补生身份参加日俄战争。
1905年5月27日在“日进”号战舰参与日本海海战时负伤，左手手指被炸掉两根。
1905年8月31日授海军少尉衔。
1906年4月1日根据日本海海战中的表现，被授予六等功勋单光旭日勋章、明治三十七～八年战役从军纪念章。
1907年8月5日入海军炮术学校。
1907年9月28日授海军中尉衔。
1907年12月16日海军炮术学校结业，转入海军水雷学校。
1908年4月20日海军水雷学校结业。
1909年10月11日授海军大尉衔，任训练舰队宗谷分队长。
1910年12月1日被录取为海军大学乙种学生。
1911年5月22日海军大学乙种学生教程毕业，入海军炮术学校高等科。
1911年12月1日海军炮术学校高等科毕业，任海军炮术学校教官兼分队长、海军经理学校教官。
1912年12月1日任佐世保预备舰队参谋。
1914年5月27日任横须贺镇守府副官兼参谋。
1914年12月1日入海军大学学习甲种课程。
1915年11月7日因在大正三～四年战役（第一次世界大战）中的表现，被授予四等瑞宝勋章、大正三～四年战役从军纪念章。
1915年12月13日晋升海军少佐。
1916年登记为山本带刀之养孙，改姓山本。
1916年12月1日海军大学毕业，任第2舰队参谋。
1917年7月在海军省军务局任职，并兼海军教育本部部员、海军技术本部技术会议委员。
1918年8月与三桥礼子结婚（婚后育有二子二女）。
1919年—1921年以外交官身份赴美国留学。
1919年12月1日授海军中佐。
1921年12月1日任海军大学教官。
1923年6月—1924年3月出使欧美各国。
1923年12月1日晋升海军大佐。
1924年9月1日调霞浦海军航空队任职。
1925年1月7日任霞浦海军航空队副队长兼教育长。
1925年12月—1928年3月出任日本驻美大使馆海军武官。
1928年8月出任巡洋舰“五十铃”舰长。
1928年12月10日调任航空母舰“赤城”号舰长。
1929年11月参加伦敦海军裁军会议。授海军少将军衔。
1930年12月任海军航空本部技术处处长。
1931年10月授予二等瑞宝勋章。
1933年10月任第1航空战队司令官（以“赤城”号为旗舰）。
1934年9月—1935年2月担任伦敦海军裁军预备会议代表，出使英国。
1934年11月15日授海军中将衔。
1935年12月任海军航空本部部长。
1936年12月1日出任海军省次官。
1937年7月7日“七七事变”爆发，中国抗日战争全面爆发。
1937年7月12日海军军令部秘密制订对华作战方案，准备将战火扩大到华中、华南。
1937年8月9日日本海军陆战队在上海制造事端，酿成“大山事件”。
1937年12月12日日本海军航空兵轰炸美国炮艇“珀内”号，酿成“珀内号事件”。
1938年4月15日兼海军航空本部部长。
1939年1月4日近卫内阁垮台。
1939年3月23日被授予一等瑞宝勋章。
1939年8月28日平沼内阁全体辞职。
1939年8月30日任日本联合舰队司令长官兼第1舰队司令长官。
1939年9月1日德国入侵波兰，第二次世界大战全面爆发。
1940年7月22日近卫文磨第二次组阁，通过《基本国策纲要》和《适应世界形势演变的时局处理纲要》，决定南进。
1940年9月23日日军入侵法属印度支那北部，迈出南进第一步。
1940年9月27日日本同德、意签订《德日意三国同盟条约》。
1940年11月15日授予海军大将军衔。
1940年11月下旬到东京与海军大臣及川古志郎大将商谈偷袭珍珠港计划。
1941年1月在“长门”号给海军大臣及川写了《关于战备的意见》，第一次正式提出袭