Nakayama je na igrah 1968 v Mehiki nastopil skupaj z legendarnim telovadcem Mirom Cerarjem, kjer je Slovenec ubranil olimpijski naslov na konju z ročaji.
Nakayama je osvojil deset medalj, vključno s šestimi zlatimi na OI v Ciudad de Mexicu 1968 in Münchnu 1972. Njegova tehnika nihanja na krogih, nakayama, je od takrat postala aspiracija mnogih telovadcev po vsem svetu.
Po upokojitvi je bil podpredsednik japonske gimnastične zveze, leta 2005 so ga umestili v gimnastični hram slavnih.
Nakayamaje imel raka na želodcu, njegovega pogreba so se udeležili bližnji sorodniki.