Erste internationale Erfahrungen sammelte Yūki Satō im Jahr 2003, als er bei den Jugendweltmeisterschaften im kanadischen Sherbrooke mit 8:38,45 min im 3000-Meter-Lauf in der Vorrunde ausschied. Bei den Crosslauf-Weltmeisterschaften 2004 in Brüssel erreichte er nach 26:47 min Rang 46 in der U20-Wertung und wurde anschließend bei den Juniorenweltmeisterschaften in Grosseto in 14:15,62 min 13. über 5000 Meter. Im Jahr darauf lief er bei den Crosslauf-Weltmeisterschaften 2003 in Saint-Étienne nach 26:21 min auf Rang 47 in der U20-Wertung ein und nahm anschließend an der Sommer-Universiade in Izmir teil und belegte dort in 28:43,46 min den vierten Platz im 10.000-Meter-Lauf und erreichte über 5000 Meter in 13:57,35 min Rang sieben.