Sein Debüt in der japanischen J1 League gab Satō am 29. August 2007 beim Spiel zwischen Ōmiya Ardija und Kashiwa Reysol. Die Begegnung endete 1:1 und Satō verteilte in ihrem Verlauf 4 gelbe und 1 gelb-rote Karte. Das FIFA-Abzeichen, welches zur Leitung internationaler Partien berechtigt, erhielt er 2009. Seitdem nahm er an zahlreichen Turnieren teil, wie z. B. der U-20-Weltmeisterschaft 2015 und der U-17 Weltmeisterschaft 2017. Hinzu kommen zahlreiche Spiele der AFC Champions League, der heimischen J1 League, sowie weitere Qualifikations -, Freundschafts- und Pokalspiele.
Am 29. März 2018 wurde Satō zusammen mit seinem Assistenten Toru Sagara für die Fußball-Weltmeisterschaft 2018 in Russland nominiert.[2] Das FIFA-Schiedsrichterkomitee nominierte für den wegen Bestechlichkeit gesperrten Fahad al-Mirdasi mit Hiroshi Yamauchi einen zweiten Assistenten Satōs nach.[3] Während des Turniers leitete er kein Spiel, sondern wurde lediglich bei vier Partien als Vierter Offizieller eingesetzt.