É di nuovo grazie al supporto della Honda che nel 2002 Satō ottiene un posto da titolare in Formula 1 con la Jordan, con cui firma un contratto biennale con un'opzione per i successivi due a favore del team irlandese. All'inizio del campionato si dimostra veloce ma ancora inesperto, come in un incidente a Monte Carlo in cui distrugge la sua macchina e quella del compagno di squadra Giancarlo Fisichella. Successivamente diventa più costante classificandosi sempre nei primi 12 nelle ultime 6 gare e cogliendo un ottimo 5º posto nel Gran Premio del Giappone.