2002 erhielt Satō ein Formel-1-Cockpit bei Jordan. Er wurde bei seinem Formel-1-Debüt von Jordans Motorenpartner Honda unterstützt. Während sein Teamkollege Giancarlo Fisichella bei einigen Rennen Punkte erzielen konnte, fiel Satō öfter durch Unfälle auf. Beim Großen Preis von Österreich kollidierte er mit Nick Heidfeld und konnte das Auto zunächst nicht verlassen. Beim Saisonfinale, seinem Heimrennen in Suzuka, erzielte Satō mit einem fünften Platz seine erste Punkteplatzierung. Die Saison schloss er auf dem 15. Gesamtrang ab.