O invicto Inoue derrotou o americano Ramon Cardenas no oitavo assalto em Las Vegas no seu combate anterior - a primeira vez que o pugilista conhecido como "Monstro" lutou fora do Japão em quatro anos.
O lutador de 32 anos regressa ao seu país natal para enfrentar Akhmadaliev, que ganhou uma medalha de bronze nos Jogos Olímpicos do Rio de Janeiro em 2016, e deteve os títulos mundiais de super-galo da WBA e da IBF entre 2020 e 2023.
Inoue, que tem um registo de 30-0 com 27 KO, disse aos repórteres em Tóquio que queria "prestar atenção a todas as minhas habilidades" na preparação para a luta.
"Quero treinar com um elevado nível de vigilância", disse.
Inoue foi derrubado apenas pela segunda vez na sua carreira contra Cardenas, levando um gancho de esquerda do adversário no segundo assalto.
Inoue levantou-se da lona para parar Cardenas aos 45 segundos do oitavo assalto, depois de uma enxurrada de socos poderosos.
Foi a quarta defesa do título de Inoue desde que se tornou campeão indiscutível de pesos super-galos e a segunda do ano, depois de ter eliminado o sul-coreano Kim Ye-joon no quarto assalto em Tóquio, em janeiro.
Akhmadaliev (14-1, 11 KOs) venceu o mexicano Luis Castillo no seu combate anterior, em maio.