1944年（昭和19年）7月、サイパン失陥によって東條内閣が窮地に立たされると、東條は内閣改造による頽勢の挽回を図り、佐藤もその指示により奔走するが、重臣の抵抗により挫折し東條は退陣を余儀なくされる。東條の失脚後は中央から追われ、支那派遣軍総参謀副長となる。教育総監から陸相に回った杉山元に、蔣介石との和平の途を模索するよう言い含められていたが、現地はそのような状況にはなく成果は挙げられなかった。