1986年5月8日生まれ。宮城県仙台市出身。身長153cm。O型。妹が1人いる。

愛称は「しゅがぁ」、「しゅが美」など。苗字の佐藤と砂糖（シュガー）を掛けている。また、「しゅが美」については、苗字と名前で「さと」が2回続くのも関係している。

アクセルワン所属。東京アナウンス学院卒業。高校時代は放送部に所属しており、NHK杯全国高校放送コンテスト宮城県大会朗読部門で優勝したことがある。

新人の頃は『智一・美樹のラジオビッグバン』のアシスタント（BGP5期生）を務めていた。

2013年12月8日にキングレコード（スターチャイルドレーベル）から歌手活動をすることを発表。翌年、2月にシングル「ミライナイト」でデビューする。

なお、デビューシングル曲「ミライナイト」は2014年1月放送の『生徒会役員共』（二期）のエンディングテーマである。

2015年6月より、自らのTwitterアカウントに一部のユーザーから誹謗中傷や脅迫コメントを書き込まれる被害に遭っていたが、翌月には中傷犯の身元が特定され、犯人は脅迫罪で逮捕された。

2017年7月6日午前0時、同業の寺島拓篤と結婚したことを自身のブログで発表した。

2人は東京アナウンス学院の先輩後輩の間柄である。交際は佐藤が『けいおん!』でブレイクして間もない2009年頃からで、そこから8年、『魔法科高校の劣等生』などの共演作を経てのゴールインとなった。

2021年12月30日、第一子を出産したことをブログで発表。

デビュー以来青二プロダクションに所属していたが、2024年3月末に退所し翌日付で夫と同じアクセルワンへ移籍したことを公表した。

柔らかく透明感のある声質であり、『地獄少女三鼎』の御景ゆずき、『俺の妹がこんなに可愛いわけがない』の田村麻奈実のようなおとなしい、おっとりしたキャラや、『氷菓』の千反田えるのような真面目で清楚な役が多いものの、『けいおん!』の田井中律のようなマイペースで元気なキャラや、『ゴールデンタイム』のNANA先輩のようにクールでぶっきらぼうなキャラも演じることがあり、役柄の幅は広い。

律役に決まった時にはそれまでの役の傾向と真逆であることから、本人も周囲も驚いたという。

余談ではあるが、ゆずきのことを「中学生なのに1人暮らしをしている」という設定から「ゆずきは普通じゃない」と思ったという。これは共演した能登麻美子も同様のことを思ったと語っている。

本人の性格はわりと天然で、インターネットラジオで共演したアメリカザリガニの2人にしばしばツッコミを入れられていた。その言動から文化放送のプロデューサーに「スイーツ(笑)」呼ばわりされ、本気で落ち込んだことがある。しかし天然度においては前述のラジオ番組でかつて共演していた金田朋子には遠く及ばないことは言うまでもない。

高本めぐみと特に仲が良いという。また、日笠陽子、矢作紗友里、伊藤かな恵、竹達彩奈とは共演も多く、親交が深い。

『ご注文はうさぎですか?』で共演している佐倉綾音の表情や言動が「笑いのツボ」を直撃するらしく、ラジオで共演した時は最初から最後まで笑いっぱなしになってしまう。その為、ラジオ番組内で『如何にして笑わないか』をチャレンジしたこともあるが、1分と保たずに撃沈した。

『FAIRYTAIL』で自身の担当しているウェンディは、同じ「梅干が苦手」という理由で、親近感の湧くキャラだと語っている。

声優　CV:佐藤聡美

茅野愛衣　早見沙織　寺島拓篤

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