Originaire de Kiryu dans la région de Gunma, au Japon, Chihiro Yamanaka entreprend des études de piano dès l'âge de quatre ans.
À douze ans, elle remporte un concours des nouveaux talents de la région, ce qui lui ouvre les portes d'une carrière musicale. Après un passage par la Royal Academy of Music de Londres, la jeune pianiste est admise au Berklee College of Music de Boston (États-Unis). Chihiro Yamanaka ne tarde pas à faire montre de ses talents de virtuose en glanant quelques prix dont l'Award Jeunes Talents du magazine DownBeat (2000) et celui de l'Association Internationale du Jazz (Sisters in Jazz Competition).
Un premier album, Living Without Friday, paru en octobre 2001 sur le label Atelier Sawano, se fait remarquer dans son pays natal où Chihiro Yamanaka connaît un succès croissant. Le suivant, When October Goes (décembre 2002), ne comprend rien de moins que le contrebassiste Larry Grenadier et le batteur Jeff Ballard. Chihiro Yamanaka décroche son premier numéro un au rayon jazz et le Prix HMV. Une série de concerts à guichets fermés et le DVD Leaning Forward (2003) renforcent la popularité de la pianiste dont le troisième opus Madrigal (2004) est sacré album jazz de l'année. En 2005, son auteur arrive en tête du référendum de Swing Journal.
Jusqu'à présent cantonnée dans l'archipel, la carrière de Chihiro Yamanaka prend une dimension internationale avec les albums suivants distribués aux États-Unis. La soliste parrainnée par George Russell remporte un succès similaire outre-Atlantique où les albums Outside By The Swing (2005), Lach Doch Mal (2006), Abyss (2007) et After Hours (2008) reçoivent un accueil dithyrambique tant dans la presse spécialisée que chez les disquaires. Enregistré avec Vicente Archer et Kendrick Scott, Abyss se classe n°1 jazz sur iTunes et dans les chaînes HMV et Tower Records. Il est suivi du DVD Live in Tokyo.
En 2009, Chihiro Yamanaka rend hommage à l'une de ses influences majeures dans Runnin' Wild - A Tribute to Benny Goodman. Présente dans les grands festivals de jazz de New York à Tokyo, la résidente du quartier de Brooklyn renouvelle son trio (Ben Williams, Kendrick Scott) et son style dans Forever Begins (2011), constitué de reprises be bop, latin jazz ou post bop et de compositions personnelles. Sans coup férir, l'album est acclamé à sa sortie. Sorti à l'été 2011 au Japon, le onzième recueil Reminiscence arrive en Europe au cours de l'année suivante.
