Née le à Tome dans la préfecture de Miyagi, Shio Satō part s'installer à Tokyo après avoir terminé sa scolarité au lycée, où elle travaille dans l'industrie de l'impression. Fan de la mangakaMoto Hagio, elle lui envoie une lettre en 1971. En réponse, Hagio l'invite à venir dans le «salon Ōizumi», l'appartement où Hagio vit et travaille en collocation avec la mangakaKeiko Takemiya. Shio visite à plusieurs reprises le salon et aide parfois ses résidentes dans leurs travaux[1]. Finalement à court d'argent en 1972, elle est recrutée par les deux mangaka pour travailler en tant qu'assistante[2].
Lors de son travail d'assistante, elle est introduite à Junya Yamamoto, éditeur en chef pour Shōgakukan, avec lequel elle travaillera à de nombreuses reprises[3]. Décidée à devenir elle-même mangaka professionnelle, elle envoie ses travaux à différents concours. En 1976 elle remporte le concours Oka Yori, et en 1977 elle fait ses débuts en tant que mangaka en publiant l'histoire Koi wa Ajinomono!?(恋は味なもの!?, L'amour est une chose merveilleuse!??) dans le magazine Bessatsu Shōjo Comic[4]. Pour autant elle continue à travailler en tant qu'assistante jusqu'à ce qu'elle obtienne ses premières séries[2].
Elle s'oriente rapidement vers les mangas de science-fiction, éloignés des productions grand public. Yamamoto, qui a pour politique de soutenir les talents au détriment du volume de vente, la laisse travailler sur cette niche. Ses mangas de science-fiction parviennent à attirer une fan-base fidèle et sont salués par la critique: Satō construit au travers de ses mangas des mondes imaginaires étranges mais réalistes, que l'anthropologiste Matt Thorn qualifie «d'ethnologiquement plausible», notamment en y plaçant de nombreuses références scientifiques, philosophiques, religieuses et parapsychologiques[5],[3],[6]. Ses œuvres les plus populaires sont les deux mangas Yumemiru Wakusei (1980-1984) et One Zero (1984-86)[5].
Lors des années 2000, elle développe un cancer du sein qui est traité avec succès, mais quelques années plus tard elle développe à la fois un cancer osseux et une tumeur du cerveau, desquels elle décède le à Tokyo, à l'âge de 57 ans[3].
Autrice non traduite en France, un seul de ses travaux a été publié en Occident: The Changeling (une histoire courte de science fiction parue au Japon dans Petit Flower in 1989 puis dans le volume relié Changeling la même année), publié aux États-Unis dans le magazine Animerica en 1995 (Vol. 3 issues 5/6), puis dans le recueil Four Shojo Stories (préface de Rachel Thorn) publié par Viz Media en 1996.
(en) Masami Toku (éditeur), «Profile and Interview with Shio Sato», dans International Perspectives on Shojo and Shojo Manga: The Influence of Girl Culture, Routledge, , 268p. (ISBN978-1-31761-075-5, OCLC910847745), p.220-225.
