Battle of Liaoyang
1904年（明治37年）3月に少佐に進級し、日露戦争当初は近衛歩兵第四連隊の補充大隊長として召集された人員の訓練などに従っていた。近衛歩兵第三連隊（以下「第三連隊」）の第一大隊長であった三好兵介少佐が遼陽会戦で戦死したため、8月26日付けで後任となる。佐藤は戦役中三代目の第一大隊長であった。