12年，佐藤代表日本出战英国伦敦举行的奥林匹克运动会羽毛球比赛女子单打项目，在小组赛阶段先以2比0轻取斯洛文尼亚的马娅·特夫尔迪，后以2-1（18-21、21-16、21-12）反胜英国的苏珊·埃格尔斯达芙，两战全胜晋级淘汰赛。佐藤在16强对战丹麦的蒂内·鲍恩，在首局战至15-12之时，她在起跳击球后膝盖不自然地弯曲，倒在地上状甚痛苦，需要医护人员进场治理。比赛暂停约两分钟重开，佐藤未有放弃比赛，更强忍痛楚打了两球，但伤势已明显严重影响她的表现，日本队教练因此主动要求放弃比赛，马上将她送往医院治疗，首次奥运