わずか18歳で英国外務省に入省し、志願して来日しイギリス公使館員となりパークスの補佐をした。しかし来日して約一週間ほどで生麦事件が起こり、その後薩英戦争が勃発するなど日英関係はちょうど多難な時期を迎えた。サトウは通訳としてこの重責を担い、パークスとともに活躍し幕府側・維新側双方から厚い信頼を得た。特に伊藤博文・勝海舟・桂小五郎らと篤い親交を結んでいた。その後何度か日本を離れ他国に勤務するが、再度日本に帰任。この間にサトウは天皇の下、幕府と維新側が協力した共和国を作ることを想定し、諸大名にその提案書を配り広めた。この考えが後の明治政府(立憲君主制)の母体になったといわれる。引退後はイギリスの小さな村で英文学の研究に励み、オックスフォード、ケンブリッジ両大から学位を授与された。因みにサトウは「佐藤」ではなく、まったくの偶然で、本人も「私の名前は日本人のありふれた苗字と一緒だったので、容易に覚えてもらえ、知らない人にも伝わっていた」と言及している(回想録『一外交官の見た明治維新』より)。