La Jinshotai (premier rang de gauche à droite: Ban Gondayu, Itagaki Taisuke, Tani Otoi (enfant), Yamaji Motoharu. Deuxième rang de gauche à droite: Tani Shigeki (Sinbei), Tani Tateki (Moribe), Yamada Kiyokado (Heizaemon), Yoshimoto Sukekatsu (Heinosuke). Troisième rang de gauche à droite: Kataoka Masumitsu (Kenkichi), Manabe Masayoshi (Kaisaku), Nishiyama Sakae, Kitamura Shigeyori (Chobei), Beppu Hikokuro).
Durant la rébellion de Satsuma, il commande le 4erégiment d'infanterie de mars à , sert comme chef d'État-major de la 3ebrigade d'infanterie, et commande par la suite les 3e et 12erégiments d'infanterie. Il est promu au rang de lieutenant-général en , et commandant de la garnison de Kumamoto.
Yamaji est ensuite commandant de la garnison d'Osaka, de la 2ebrigade d'infanterie, de la garnison de Kumamoto (pour la deuxième fois), et est promu major-général en . En , il reçoit le titre de baron (danshaku) selon le système de noblesse kazoku.