Hasta 1996 Sato no pudo cambiar su pasión por la bicicleta, donde brilló como joven amateur, por los coches. Ahorró dinero y se compró un kart, pero necesitaba clases y recurrió a los grandes. Al año siguiente ingresó en la escuela Honda Racing de Suzuka, también con financiación propia. Sus destacados progresos le abrieron las puertas a la F3 japonesa en el 98, que le pagaba ya Honda por su excelencia. Pero optó por desembarcar en Europa porque tenía claro que deseaba llegar a lo máximo, una constante en todo lo que hace, y tenía que viajar, pese a ser muy joven.

Sato, a diferencia de otros pilotos, no ha pasado por muchos equipos. Apenas ha tenido tiempo. Su primera casa a partir de su llegada al viejo continente, a mediados del 98, fue Diamond Racing, un equipo modesto. Con ellos participó en siete pruebas de la Fórmula Vauxhall, en Gran Bretaña, para pasar luego a la Fórmula Opel. Fue un año de adaptación, pero aprendía rápido.

En el 99 corrió su primer campeonato completo, las Euroseries de la Fórmula Opel donde fue sexto, y y consiguió su primera victoria destacada. A la vez, tomó parte en las últimas pruebas del campeonato británico de F3 (Clase B).

En la temporada siguiente subió a la maxima categoría del mismo campeonato con el equipo Carlin Motorsport, con profesionales que habían trabajado en escuderías de F1. Les dio cinco victorias para acabar tercero en la clasificación general. En diciembre de 2000 cogió su primer volante de F1 trabajando para Jordan y BAR. Éstos últimos que no le dejaron escapar y firmaron un contrato como probador en 2001.

2001 fue su gran año en la F3 británica porque fue el campeón absoluto batiendo récords de victorias, con 12. Sólo se le escapó una prueba del campeonato. Además, venció en el Marlboro Masters de Zandvoort y en el GP de Macao. Una temporada magistral que culminó impresionando a BAR durante sus pruebas en Silverstone y Mugello.

Durante 2002 pasó a defender los colores de Jordan, escudería a la que ingresó gracias a sus lazos con Honda. La ruptura de la casa japonesa con la escudería británica lo dejó sin plaza cara a 2003. Pero, de nuevo, apareció Honda, que lo situó como piloto probador en BAR. En el Gran Premio de Japón de 2003, acabando la temporada, volvió a competir oficialmente, sustituyendo a Jacques Villeneuve. Esta temporada ya sí empezará como piloto oficial de BAR.