青二プロダクション所属。
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。

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、アクセルワン所属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。

人物

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。

主な出演作

アニメ

御景ゆずき＠地獄少女	蕾家祈＠ヒャッコ	御子神リム＠あにゃまる探偵キルミンずぅ

田井中律＠けいおん!	枝先絆理(右)＠とある科学の超電磁砲	江ノ本夕＠初恋限定。

リンドウ＠ONEPIECE	田村麻奈実＠俺の妹がこんなに可愛いわけがない	七条アリア＠生徒会役員共

ウェンディ・マーベル＠FAIRYTAIL	都築乙女＠迷い猫オーバーラン!	高橋千秋＠SKETDANCE

ライラ＠クイーンズブレイドリベリオン	千反田える＠氷菓	リリィ・ベル＠モーレツ宇宙海賊

大庭蓮實@えびてん公立海老栖川高校天悶部	丸岡ナオ＠GA芸術科アートデザインクラス	雪染菊理＠K(アニメ)

猫田あみ＠神様はじめました（右）	アイリ＠DD北斗の拳	烏丸さくら＠きんいろモザイク

ガムビエル＠Z/X IGNITION	柴田美月＠魔法科高校の劣等生	宇治松千夜＠ご注文はうさぎですか?

神崎有希子＠暗殺教室	ナチ＠蒼き鋼のアルペジオ	葉月渚(小学生時代)＠Free!

花村千種＠Free!	結城うぐいす＠少女たちは荒野を目指す	桂美々＠Fate/kaleid liner プリズマ☆イリヤ

一子＠鬼灯の冷徹	つもりん＠デンキ街の本屋さん	りん＠リルリルフェアリル～魔法の鏡～

小鳥遊紡＠アイドリッシュセブン	ピピ美＠ポプテピピック　※第4話Aパート	小山遥（右）＠ゆるゆり

竈門炭治郎(幼少期:右)＠鬼滅の刃	エリシュカ@カーニヴァル	宝蔵院胤舜@百花繚乱サムライブライド

野火止麻奈佳@ロウきゅーぶ!	大阪なる@美少女戦士セーラームーンCrystal	アンドロメダ瞬@聖闘士星矢Knights of the zodiac

花島咲@フルーツバスケット（アニメ第2作）	火羽夜美＠八十亀ちゃんかんさつにっき	コレット・ファランドール＠魔法先生ネギま!（OVA）

染谷リリィ＠女子高生の無駄づかい	イズ＠防振り	ロカリー・ミグルディア@無職転生

荒巻カヨノ＠デジモンゴーストゲーム

イラスト無し
弥富ヤエ＠素敵探偵ラビリンス

ゲーム

高城レイラ＠リルぷりっ	ジーナ・ディキンソン＠ゴッドイーター	椎名心実＠ガールフレンド(仮)

マガリ＠戦場のヴァルキュリア2	セリカ@ゼノブレイドクロス	マトイ＠ファンタシースターオンライン2

ルコ＠Tartaros	キリエ・フローリアン＠魔法少女リリカルなのはA's PORTABLE	ラザリス＠テイルズオブザワールドレディアントマイソロジー3

マギルゥ＠テイルズオブベルセリア	ノヴァ・ルゥ・レイシィ＠テイルズオブエクシリア2	メフィル・ザニア・ボーラング＠魔装機神Ⅱ

鈴童アキホ＠デジモンワールドリ:デジタイズ	コハク＠ルーンファクトリー4	月士華風魔＠オトメディウスシリーズ

小泉かなこ＠夢色パティシエール	アラ@elsword	信貴山城@御城プロジェクト:RE

早川殿＠戦国無双4	アルフィン・ライゼ・アルノール＠閃の軌跡	女カムイ＠ファイアーエムブレムif

女カンナ＠ファイアーエムブレムif	旅の団子売りツキミ＠白猫プロジェクト	カレン・エスタペーラ＠グランブルーファンタジー

メリエッタ・ミューア＠アーシャのアトリエ	紅美鈴＠紅魔城伝説Ⅱ 妖幻の鎮魂歌	博麗霊夢＠不思議の幻想郷(東方Project二次創作)

西行寺幽々子＠不思議の幻想郷(東方Project二次創作)	レティ・ホワイトロック＠不思議の幻想郷(東方Project二次創作)	ミドラーシュのキャスター＠Fate/GrandOrder

以津真天＠陰陽師(ゲーム)	アマリ・アクアマリン＠スーパーロボット大戦X	ローン@アズールレーン

ニノン・ジュベール＠プリンセスコネクト!	セピア・ベルモンド＠ボンバーガール	夏川マイ@スクフェスALL_STARS

巻波@艦隊これくしょん	ノーザンプトン@艦隊これくしょん	ケルベロス＠けものフレンズ3

光の守護者エレナ＠デュエル・マスターズ_プレイス	洩矢諏訪子＠東方スペルバブル(東方Project二次創作)	天見ノドカ＠ブルーアーカイブ

ソヒ＠ガーディアンテイルズ	京野小筆＠実況パワフルプロ野球	ゴドルフィンバルブ＠ウマ娘プリティーダービー

バステト@Echocalypse	N102@勝利の女神:NIKKE