那覇市立城北小学校4年生のときに友人に誘われて野球を始め、「首里マリナーズ」に所属。那覇市立城北中学校時代は、大矢明彦が名誉監督を務める硬式の「チームSOLA沖縄」(現・大矢ベースボールクラブ)でプレー。一塁手として全国大会出場経験がある。当時の監督であった大久保勝也からは「おまえはホームランバッターになれるから、絶対に小さい打撃をするな」と指導を受けていた。中学時代、勉強が全くできなかったものの野球は「何となく」続けていたという。同チームの1学年下に大城卓三がいた。なお、中学校内ではバレーボール部に所属していた。
沖縄県立中部商業高等学校では主に一塁手、外野手として出場し、2年生秋から4番打者を務めた。3年夏は沖縄大会決勝に進出。この試合では2安打を打つ活躍を見せたが、チームは2年生エースの島袋洋奨を擁する興南高校(この翌年には春夏連覇)に2-4で敗れた。甲子園出場経験はなく、高校通算27本塁打。2学年下には富士大学、埼玉西武ライオンズでもチームメイトとなる多和田真三郎がいた。
「高校の時は頑張って甲子園だけ目指して燃え尽きる気持ちでやってました」といい、高校までで野球は辞めるつもりでいたが、沖縄県予選準決勝で山川がバックスクリーンに本塁打を放ったのを目の前で見た青木久典に、自身と母親の前で土下座され、“1年生から必ず4番を打たせて、必ずプロに行かせるのでうちに来てください”と懇願されたのを受け、富士大学経済学部経営法学科に進学、監督の約束通り1年生の春から4番を務め、北東北大学野球・秋季リーグでは打点王を獲得した。