Ёсико Ямагути родилась 12 февраля 1920 года в окрестностях Мукдена. Девочка стала первенцем в семье японских переселенцев, Фумио Ямагути и Айко Исибаси, которые в скором времени после рождения дочери переехали в близлежащий Фушунь.
Фумио Ямагути (山口文雄) родился и вырос в Японии, префектуре Сага. Следуя примеру своего отца, профессионального китаеведа, этнического туцзя, он стал изучать китайский язык и культуру, а после завершения Русско-японской войны переехал жить в Северо-Восточный Китай. После непродолжительного обучения в Пекине Фумио получил работу в одном из отделений Южно-Маньчжурской железной дороги, где проводил занятия по китайскому языку и культуре для сотрудников компании, а параллельно выступал советником в городском управлении. Высокое общественное положение и владение китайским языком обеспечили ему хорошие связи не только в японских кругах, но и среди высокопоставленных китайцев-коллаборационистов. Двое из близких друзей Фумио, Ли Цзичунь и Пань Юйгуй, стали названными отцами Ёсико и в соответствии с китайской традицией дали ей два новых имени, в каждом из которых содержалась их фамилия — Ли Сянлань (李香兰) и Пань Шухуа (潘淑华).
Мать Ёсико, Айко Исибаси (石橋愛子), также была этнической японкой, уроженкой префектуры Фукуока. Её отец занимался баржевыми оптовыми перевозками, но после того, как начал стремительно развиваться железнодорожный транспорт, он разорился и переехал с семьёй в Корею, а оттуда, спустя некоторое время, перебрался в Фушунь. Тогда как Фумио в большей мере получал образование самостоятельно, Айко была выпускницей Японского женского университета — одного из самых первых и наиболее престижных женских университетов страны. Получив элитное воспитание, она предъявляла столь же высокие требования и к дочери, в частности уделяя большое внимание её поведению и манерам. Ёсико с ранних лет обучалась искусству чайной церемонии, икебане, кулинарии и шитью, а также брала уроки игры на скрипке, фортепиано и кото. Днём девочка посещала японскую начальную школу, а вечера проводила на занятиях по китайскому языку, которые отец проводил для сослуживцев.
Когда 18 сентября 1931 года в 50 км от Фушуня японцы подорвали железную дорогу, а вслед за этим начали вторжение на территорию Маньчжурии, одиннадцатилетняя Ёсико не подозревала о происходящих событиях и о том, как в дальнейшем они повлияют на её судьбу. Однако уже на следующий год, когда девочка поступила в среднюю школу, реалии войны наполнили её жизнь. В 12 лет она впервые вблизи увидела казнь китайского партизана, а после т. н. резни в Пиндиншане, когда отец Ёсико был заподозрен в связях с китайскими повстанцами, вся семья Ямагути переехала в Мукден.
В Мукдене семья Ёсико поселилась в одном из домов Ли Цзичуня — давнего приятеля Фумио Ямагути. В этом же доме жила и одна из жён Ли Цзичуня, за которой японские новоселы должны были присматривать. В благодарность за заботу госпожа Ли, которая сама говорила на пекинском диалекте, взялась обучать Ёсико китайскому языку.
В это же время девушка начинает активно интересоваться музыкой и кино. Она часто посещает кинотеатры, где знакомится с продукцией как китайского, так и японского производства. Из японских музыкантов наибольшее восхищение у будущей певицы вызывала Норико Авая — «японская королева блюза», с которой юная Ёсико познакомилась при необычных обстоятельствах. Сама девушка с детства увлекалась пением, но никогда не планировала стать профессионально певицей. После того как в экзамене по китайскому языку она получила третий уровень, Фумио решил, что дочь должна будет стать секретаршей, желательно — при правительстве, и для этого вознамерился отправить её на обучение в Пекин. Внезапная болезнь Ёсико нарушила его планы: у девушки обнаружили инфильтративный туберкулёз лёгких. Ёсико провела месяц в больнице, и ещё полгода проходила реабилитацию дома.
В это время наибольшую поддержку ей оказывала русская подруга Люба Морозова-Гринец, с которой Ямагути познакомилась ещё до переезда в Мукден. Люба плохо изъяснялась на китайском, но бегло говорила на японском. Долгое время девушки обменивались письмами, а когда семья Ямагути переехала в Мукден, их дружба стала ещё теснее. Именно Люба посоветовала Ёсико заниматься вокалом, чтобы укрепить дыхательную систему. В скором времени Любушка, как нежно называла её Ёсико, представила подругу мадам Подресовой (マダムポドレソフ) — итальянской оперной певице, дочери преподавателя Миланской консерватории, которая до революции выступала в императорских театрах России, а после революции вслед за мужем, русским дворянином, эмигрировала в Китай. После первого прослушивания Подресова наотрез отказалась заниматься с новоявленной ученицей и лишь слёзная просьба Любы смогла заставить её изменить решение. На протяжении нескольких месяцев каждую субботу Люба сопровождала Ёсико на частные занятия, где сама выступала в качестве переводчика. Лишь со временем ученица и наставница научились обходиться без её помощи. Ямагути вспоминала о Подресовой как крайне строгой и требовательной преподавательнице, сумевшей вместе с тем правильно поставить ей голос. После полугода занятий Подресова пригласила Ёсико выступить вместе с ней на ежегодном концерте, который проводился ею в гостинице Ямато — самой респектабельной гостинице отдыха, служившей центром общественной жизни японской и китайской элиты. Для выступления мадам Подресова порекомендовала Ёсико разучить лирическую балладу «Кодзё но цуки», написанную в эпоху Мэйдзи и проникнутую ностальгическими мотивами. Для Ёсико песня стала символом глубокой любви к Японии, которую она к тому времени ни разу не посещала. С того времени любой свой концерт, неважно, в Японии или за рубежом, Ямагути предваряла исполнением этой песни. Во время концерта на Ёсико обратил внимание начальник планового отдела Мукденской радиостанции (奉天广播电台). По прошествии нескольких дней он навестил Ямагути и Подресову и предложил девушке принять участие в новой передаче — «Новые песни Маньчжурии» (满洲新歌曲). В передаче, рассчитанной на китайскую аудиторию, должны были звучать новые и старые китайский песни, для их исполнения требовалась молодая китаянка, умеющая петь по нотам и понимающая японский в достаточной мере, чтобы общаться с сотрудниками радиостанции. Ёсико идеально подходила на эту роль. Чтобы не смущать слушателей японским именем, Ямагути было предложено придумать псевдоним, в качестве которого она взяла имя, выбранное для неё названным отцом Ли Цзичунем. Таким образом на Мукденской радиостанции появилась новая молодая певица — тринадцатилетняя «китаянка» Ли Сянлань.
В 1934 году, когда Ёсико готовилась к отъезду в Пекин, она по-прежнему часто навещала Любу, но в один день Гринец и вся её семья исчезли. Когда Ямагути подошла к дому Любы, то увидела лишь мечущихся по дому японских солдат с саблями наголо, стёкла были выбиты, а вся домашняя утварь перевернута вверх дном. Люба Гринец появится в жизни Ли Сянлань лишь спустя 10 лет, чтобы вновь коренным образом изменить её судьбу.