學生時代
在京都出生後很快就搬到了群馬縣鄉下的母親家。三歲左右回到京都。
從小學起就喜歡畫畫。臨摹過《龍珠》《機動警察》《高中奇面組》的圖畫。從那時起就希望將來能成為動畫師，不過進入大學後這個夢想漸漸淡薄，當時自己想要創作映像。
大學就讀於京都造型藝術大學美術造型專業西洋畫科。
不擅長的科目是數學（與某人相同）。
參與過社團有：排球部（小學・初中）、網球部・攝影部（高中）、特攝部（大學）。
山田尚子原本在大學中專攻油畫，到三年級時她發現「畫布無法表現自己想創作的東西」，於是開始製作立體造型。正當大家專心致力於繪畫時，她卻在削泡沫塑料。在畢業設計時又進化成四維（添加了時間軸），製作了齒輪在馬達的帶動下無限轉動的藝術作品。前來參觀的祖母說「小尚你不是為了學畫畫才讀大學的嗎…」，本人因此很沮喪。
京都動畫公司
畢業後曾在麵包店裡工作了一段時間。後來見到京都動畫招募的信息，認為「這就是我想要做的工作」。
2003年加入了當時以外包工作為主的京都動畫。至今也沒有退出的打算。
最初的工作是在動畫部門描《犬夜叉》的靜止畫。
2005年在《AIR》的summer篇中以原畫的身份出道。
2007年《CLANNAD -クラナド》第8話，第12話擔任演出補佐，第17話首次擔任演出。在隨後播出的《CLANNAD ～After Story～》中亦擔任了分鏡演出的職務。
2009年，被任為《K-ON!》的監督（夢開始的地方）。成為《K-ON!》導演前在負責演出，當時還是個新人，覺得自己做得很不好。正當為此感到消沉時，被上司叫去辦公室。上司希望山田擔任《K-ON!》的監督，本以為要被辭退的山田被嚇了一跳，沒有看原作就說了「我做」。製作過程中沒有考慮過預算，所有事情都很順心。非常慶幸遇到了能對這種恬靜的世界表示贊同的製作人員，特別是堀口悠紀子，兩人都很喜歡曖昧模糊的語氣。於是一起做出了舉世聞名的京都臉，順便一起化身著名腿控～～
這部作品除了在東京動畫藝術中心獲得優秀作品獎之外，還掀起社會現象級別的大熱強國源泉。之後，在2011年擔任監督的《電影K-ON!》，票房收入突破了19億日元，還作為深夜動畫的劇場版也是史上首次，獲得第35屆日本奧斯卡金像獎優秀動畫作品獎。
2013年，首次監督了原創動畫——《玉子市場》。2014年，又擔任了其續篇的原創長篇電影《玉子愛情故事》的監督，並獲得第18屆文化廳媒體藝術節動畫部門新人獎。獲獎評語中說：「雖說是新人獎，但某種意義上可以說是日本動畫的代表了。能在不經意的日常中發現鮮活新穎的感動的視點果然還是非常獨特。仔細注意畫面的話，不僅能看到敏銳的感性，還有身為動畫師的精湛技能和監督的深刻考量以及堅強的意志作為支撐。」[1]（髙橋 良輔）
2015年，在《吹響!上低音號》中擔任系列演出。同年十月在大今良時原作《聲之形》發布劇場版化消息之際，宣布擔任監督。
2016年9月17日，山田尚子執導的第三部長篇動畫電影《聲之形》上映，儘管是120家影院的小規模公映，但還是吸引了177萬人觀映，票房收入超過23億日元，成為當年日本電影票房前十。此外還取得第40回日本奧斯卡金像獎優秀動畫作品獎、第26屆日本電影評論家大賞動畫部作品獎，第20屆文化廳媒體藝術節動畫部門優秀獎等，以及安納西國際動畫電影節的提名。同年提名的還有《大魚海棠》
2018年，擔任劇場版新作《莉茲與青鳥》的監督。第73回每日映畫賞動畫部門大藤信郎賞受賞。
從角色視角出發
山田本人認為的最大特點。喜歡可以像演員那樣去飾演角色的表現方式。
腿控
少女情結
稱自己有少女情結，執著於高中女生特有的特質。
喜歡用固定的畫面隔開一段距離去拍攝少女們的身姿。如《輕音！》中S2E1，唯在走廊裡撿起了飄落的櫻花的長達一分鐘的固定鏡頭。「如果可以的話，真想把攝像機放著不動，一直看著她們，就連包圍著她們的空氣我也想拍進去。為此，與其拉近畫面，不如隔開一些距離更能表達這種感覺」。
喜歡像《純真》那樣「一直在拍攝少女的電影」。
關於HENTAI：山田曾在訪談中提到過：「我總是對製作團隊說「要成為變態」「請成為變態吧」（笑），因為自己的作品風格是追隨角色，為此就必須對人抱有興趣，需要變態般地觀察。所以「變態」在我眼中是個褒義詞。」
喜歡的東西：自己參與過的動畫中，最喜歡《Air》。
導演：楊·史雲梅耶、謝爾蓋·帕拉傑諾夫、小津安二郎、羅伊·安德森、索菲亞·科波拉、亞歷桑德羅·佐杜洛夫斯基
電影:《愛麗絲》、《聖山》、《石榴的顏色》、《純真》、《迷失東京》、《瑞典愛情故事》、《CHECKERS in TANTAN たぬき》、《弗蘭西絲·哈》、《壞血》、《龍貓》、《風之谷》、《赫伯和多樂茜》、《Sing Street》
電視劇：《問題餐廳》
漫畫家・插畫家：本秀康
音樂類型：Techno、New Wave、Punk、Progressive Rock
音樂藝人：電気グルーヴ、YMO、大衛·鮑伊、BUCK-TICK、Qrion
建築師・設計師：麥金託什
動畫：老版《假面騎士》系列
主題：劍與魔法和精靈之類的
對於監督工作的看法：好處是可以遇見許多人，與各種各樣的部門，和攝影師、音樂家、製片人等許許多多的人交流討論，共同完成一部作品。最難的地方是，要將自己想做的東西傳達給其他製作人員。如何讓他人眼中的事物接近自己想做的東西。這是創作過程中一直存在的難題。
對阿尼的看法：認為京阿尼的優點是大家都很認真，親切樸實，非常重視人心。
電視動畫
2005年《AIR》 原畫
2005年《全金屬狂潮！The Second Raid》 原畫
2006年《涼宮春日的憂鬱》 原畫
2006年《Kanon》 原畫
2007年《幸運星》 原畫
2007年《CLANNAD》 分鏡・演出・演出補佐・原畫
2008年《CLANNAD CLANNAD 〜AFTER STORY〜》 分鏡・演出・原畫
2009年《涼宮春日的憂鬱（2009年版）》 分鏡・演出・原畫
2009年《K-ON!》 監督・分鏡・演出・原畫/ED分鏡・演出・原畫
2010年《K-ON!!》 監督・分鏡・演出/ED1、OP2、ED2分鏡・演出
2011年《日常》 分鏡・演出/ED1原畫
2012年《冰果》 分鏡・演出
2012年《中二病也要談戀愛！》 原畫/ED分鏡・演出
2013年《玉子市場》 監督・分鏡・演出/OP、ED分鏡・演出・劇中歌「戀の歌」作詞
2013年《Free!》 分鏡・演出/ED原畫
2013年《境界的彼方》 分鏡・演出/ED原畫
2014年《中二病也要談戀愛！戀》 分鏡/ED分鏡・演出
2014年《Free!-Eternal Summer-》 分鏡・演出/OP、ED演出補佐
2015年《吹響!上低音號》 系列演出・分鏡・演出/ED分鏡・演出
2016年《無彩限的怪靈世界》 分鏡
2016年《吹響!上低音號2》 系列演出・分鏡・演出
2017年《小林家的龍女僕》 分鏡・演出
2018年《紫羅蘭永恆花園》 分鏡
2018年《弦音 -風舞高中弓道部-》 分鏡・演出
OVA
2005年《MUNTO 跨越時空之壁》 動畫
2006年《全金屬狂潮！The Second Raid 特別版OVA》 原畫
2008年《幸運星OVA》 演出
電影和劇場動畫
2010年《涼宮春日的消失》 演出・原畫
2011年《電影 K-ON!》 監督・分鏡・演出
2014年《玉子愛情故事》 監督・分鏡・演出/OP、ED作詞
2016年《劇場版 吹響!上低音號〜歡迎來到北宇治高中吹奏樂部〜》 系列演出
2016年《電影 聲之形》 監督・分鏡
2017年《劇場版 吹響!上低音號～想要傳達的旋律～》 系列演出
2018年《莉茲與青鳥》 監督・分鏡・ED《Girls,dance,staircase》作詞
2019年《劇場版 吹響吧！上低音號~誓言的終曲~》 總演出・原畫
2019年《紫羅蘭永恆花園 外傳 —永遠與自動手記人偶—》演出
其他
2009年 京阿尼BON（京アニBON）VOL.25 封面插圖
2012年 京都動畫宣傳廣告「眼鏡」篇原畫
2012年 京都動畫宣傳廣告「想去的店鋪」篇（行きたくなるお店編）原畫