佐藤は山形県に生まれ、仙台の陸軍予備校に通った。 1913年に陸軍士官学校、1921年に陸軍参謀大学を卒業し、陸軍総務部に配属された。彼は戦史局長を2年間務め、その間に小磯邦明や東條秀樹をはじめとする陸軍内の東政派の重要人物と交流を持ち、橋本金五郎とともに桜会の設立に関わった。またこの時期、対立する興道派の熱烈な支持者であった参謀部総務部長の牟田口蓮也と深刻な対立を抱えた。佐藤は1932年12月に中佐に昇進し、陸軍第11歩兵連隊に配属された。 1934年8月からは陸軍第6師団の参謀に配属された。2月26日の事件では、陸軍第6師団は高堂派によるクーデター未遂事件の鎮圧に一役買った。
佐藤は1937年10月に大佐に昇進し、満州国に駐屯する陸軍第75歩兵連隊の指揮官に任命された。彼の連隊はハサン湖の戦いに参加し、50%以上の死傷者を出しても陣地から動こうとせず、その後、日本軍が戦術の模範とみなした夜間攻撃で係争中の丘からソ連軍を追い出した。佐藤は後に、東條の寵愛を受けていなかったため、自分の部隊は最前線で最悪の位置を与えられたと自慢し、次の戦いでも最悪の位置を与えられることを楽しみにしていると語った。1938年12月からは、 ノモンハン事件に関与した第8国境守備隊第2方面の司令官を務めた。1939年8月には少将に昇進し、満州国ハイラルに駐屯する陸軍第23歩兵旅団の指揮官に任命された。

佐藤は1941年3月に陸軍第54師団の参謀に配属され、同年10月には陸軍第67独立旅団の司令官となった。 1942年12月には中将に昇進した。1943年3月からは、中国で編成された陸軍第31師団の司令官に任命された。タイでの建設作戦に配属された同師団は、 1943年9月にビルマへ移動し、第15軍に合流するよう命じられた。日本軍のインド侵攻計画は、U号作戦と名付けられ、当初はインパールの第4軍団に対する妨害攻撃として、その年の連合軍の攻勢計画を妨害することを目的としていた。第15軍の司令官は、佐藤の宿敵である牟田口蓮也中将であった。スタッフの反対にもかかわらず、牟田口は計画を拡大し、インド本土への侵攻、ひいてはイギリス領インド帝国の転覆まで含めた。[ 1 ]計画の実現不可能性について部下から東京に報告があったにもかかわらず、反対意見は最終的に東條英機陸軍大臣によって却下された。
計画の一部には、第31師団(第58、第124、第138連隊と第31山砲連隊で構成)をコヒマに派遣してインパールを分断し、その後ディマプールの鉄道操車場を破壊することが含まれていた。師団長の佐藤は自分の役割に不満を抱いていた。彼は攻勢の計画に関与しておらず、日本軍の成功の可能性を真剣に疑っていた。彼はすでに参謀たちに、牟田口が兵站や補給の準備を全くしていないため、全員が餓死するかもしれないと伝えていた。[ 2 ]
多くの日本の高官と同様に、佐藤は牟田口を「愚か者」と見なしていたが、ウィリアム・スリム将軍は佐藤自身を
…私が会った日本の将軍の中で最も進取の気性に欠ける人物だった。彼はコヒマを占領して陣地を構築するよう命令されていた。彼の頭の中はただ一つの考えでいっぱいだった――コヒマを占領すること。コヒマを全く占領しなくても我々に甚大な損害を与えられるということに、彼は全く気づかなかった。少数の部隊を残してコヒマを封じ込め、線路を使ってニチュガードのウォーレン旅団の東へ移動すれば、4月5日までに師団の主力部隊で鉄道を攻撃できたはずだ。しかし、彼には先見の明がなかったので、部隊が到着するたびに、小さな町コヒマに次々と攻撃を仕掛けたのだ。
5月中旬までに、佐藤の部隊は予想通り飢餓状態に陥った。佐藤は、牟田口と日本軍第15軍司令部が4月中に混乱を招く矛盾した命令を何度か出していたことから、自分の状況をほとんど気にしていないと考えていた。[ 4 ] 4月中旬頃にインパールへの主攻勢が頓挫したため、牟田口は第31師団またはその一部に、師団がコヒマの占領と保持に苦戦している最中にもかかわらず、北からインパールへの攻撃に参加するよう命じた。佐藤は、自分の師団が適切な計画も状況への配慮もなく「翻弄されている」と考えていた。また、佐藤は第15軍司令部が自分の師団への補給に尽力しているとは考えていなかった。[ 5 ]彼は兵力を温存するために部隊を後退させ始め、その結果、イギリス軍がコヒマ尾根を確保することができた。
佐藤は5月25日、師団に補給がなければ6月1日に撤退すると第15軍司令部に通知した。[ 6 ] そしてついに5月31日、牟田口の陣地保持命令にもかかわらず、道路北側の陣地を放棄した。[ 7 ](師団長が上官の命令や許可なしに撤退することは、日本陸軍では前代未聞のことだった。)[ 8 ]数週間軍の命令を無視した後、佐藤は1944年7月7日に第31師団の指揮官を解任された。
佐藤は牟田口の切腹の誘いを拒否し、名誉回復と牟田口の無能さを公に暴露するために軍法会議を要求した。ビルマ方面軍司令官の川辺正和中将の指示により、医師らは佐藤が精神的に崩壊しており、1944年11月23日に裁判を受ける能力がないと宣告した。 [ 9 ]
彼は退役を命じられたが、直ちに現役復帰を命じられ、ジャワ島に駐屯する第16軍の参謀部に配属された。1945年5月、彼は仙台に拠点を置く東北方面軍の参謀部に配属され、連合軍の侵攻に備えて日本の東北地方を防衛する任務に就いた。
日本の降伏後、佐藤はマスコミで臆病者と非難され、ビルマでの日本軍の敗北の原因を作ったとまで言われた。しかし佐藤自身は、1959年に亡くなるまで、自分の行動は部下の命を救うために必要だったこと、そして戦闘から撤退したことで精神異常とされたのは不当だと主張し続けた。佐藤はかつての部隊の生存者を支援することに尽力し、元軍人たちを集めて愛媛県松山市と山形県庄内市にインパール戦役の戦没者慰霊碑を建立した。