Né en 1937 à Hokkaido, Atsushi Yamatoya suit ses études à la faculté de lettres de l'université Waseda où il rejoint le Cercle Inamon, un club d’écriture de scénario. Comme beaucoup de jeunes cinéphiles de sa génération, il lit les écrits théoriques de Toshio Matsumoto et Kiyoteru Hanada et découvre les premiers films des auteurs des Nouvelles Vagues française et japonaise. Il a 23 ans lorsqu’il réalise son premier court métrage en 16mm dans le cadre de ses activités au club. Deux ans après, le voilà engagé comme assistant réalisateur pour des films d’actions à la Nikkatsu. Pas très à l'aise dans le monde des grands studios, et après quelques films documentaires tournés à l'étranger, il rejoint l'équipe de scénaristes travaillant sous pseudonyme pour un jeune réalisateur de films érotiques iconoclastes, Kôji Wakamatsu.

En 1966, il réalise pour lui son premier long métrage Saison de trahison, tout en commençant à publier des critiques dans des magazines. Parallèlement, la personnalité hors-norme de Suzuki attire un groupe de jeunes scénaristes qui se réunissent sous le nom de Guru Hachirô, dont Yamatoya est un des co-créateurs et auquel appartient également Chûsei Sone, futur réalisateur de Roman-pornos parmi les plus formalistes et les plus politiques. En 1967, Yamatoya participe au scénario de La Marque du tueur de Seijun Suzuki sous le pseudonyme de Wataru Ino, une expérience décisive pour la suite de sa carrière. Après Une poupée gonflable dans le désert, alors qu’il réalise The pistol that sprouted hair pour Wakamatsu, il commence à écrire des pinkus pour d’autres firmes, notamment pour Toshiya Fujita, Kazunari Takeda, Yasuharu Hasebe, Chûsei Sone. Toujours plus éclectique, il contribuera aussi à des séries animées bien connues du grand public comme Cat's Eyes et surtout Lupin III, dont le thème convient parfaitement à son goût des motifs Pulp détournés, et dont Hayao Miyazaki réalise plusieurs épisodes. En 1973, Le piège de la luxure sera son dernier long métrage en tant que réalisateur, produit par la troupe du théâtre Tenshogikan et distribué par Nikkatsu. Les années 80 marquent un tournant dans sa carrière : il ne produira quasi plus que pour la télévision. Yamatoya meurt en 1993 d’un cancer de l’œsophage. Il avait 55 ans. C’est une œuvre secrète, presque indéchiffrable que nous laisse ce scénariste inépuisable mais réalisateur peu prolifique qui, en quatre long métrages à peine, invente un langage fragmentaire avec l’illogisme comme dialectique, poursuivant la mécanique du cauchemar et du voyage mental. Le son et l’image, disloqués, agissent en contrepoint permanent ; les horizons filmés dessinent les rêves ; dès que le sens apparaît, il s’évanouit instantanément. 

Le pinku, loin d’être le lieu d’une illustration servile, est son territoire d’expérimentation, son laboratoire. Son approche post-moderne des genres n’oublie jamais d’être ludique, se plaisant à déconstruire les figures héroïques et viriles du polar et de l’érotisme avec ironie et cruauté, mais sans cynisme. Dans le cinéma en ébullition d'une époque de désillusions idéologiques, il situe l'acte politique non pas dans le discours, mais dans l'attentat formel et l'anarchie esthétique. Malgré sa confidentialité, Yamatoya compte quelques émules, dont un fan absolu, Jim O’Rourke de Sonic Youth qui, rappelons-le, signera la musique de United Red Army de Wakamatsu en 2008.