ซาโตมิเริ่มมีผลงานพากย์ครั้งแรกใน พ.ศ. 2550[2] แต่ผลงานแรกที่โดดเด่นของเธอมาจากซีรีส์อนิเมะ เค-อง! ก๊วนดนตรีแป๋วแหวว ออกฉายภาคแรก พ.ศ. 2552 ซึ่งเธอพากย์เป็นไทนากะ ริทสึ ซึ่งจากซีรีส์อนิเมะ เค-อง! นี้เองที่เธอได้เริ่มมีผลงานเพลงในฐานะสมาชิกของวง "เวลาน้ำชาหลังเลิกเรียน" ร่วมกับนักพากย์หลักอีก 4 คนจากซีรีส์เดียวกันได้แก่อากิ โทโยซากิ, โยโกะ ฮิกาซะ, มินาโกะ โคโตบูกิ และอายานะ ทาเกตัตสึ เพลง "โดนต์เซย์เลซี" (อังกฤษ: Don't Say 'Lazy') ซึ่งเป็นเพลงปิดของ เค-อง! ภาคแรกได้รับรางวัลเพลงยอดเยี่ยมจากงานแอนิเมชันโคเบะครั้งที่ 14[3] ซีรีส์ เค-อง! ยังสร้างต่อมาอีกหนึ่งภาคในชื่อ เค-อง!! (ออกอากาศ พ.ศ. 2553) และฉบับภาพยนตร์ในชื่อ เค-อง! เดอะมูฟวี่ (พ.ศ. 2554) นอกจากนี้ ใน พ.ศ. 2553 ซาโตมิรับบทเป็นชิจิโจ อาเรียจากซีรีส์อนิเมะ เซโตไกยากูอินโดโมะ และมีผลงานเพลงเปิดร่วมกับนักพากย์หลักอีกสองคนได้แก่โยโกะ ฮิกาซะและยาฮางิ ซายูริโดยใช้ชื่อ "ทริปเพิลบุกกิง"

พ.ศ. 2555 ซาโตมิรับบทเป็นจิตันดะ เอรุจากซีรีส์อนิเมะ ปริศนาความทรงจำ ซึ่งสร้างโดยเกียวโตแอนิเมชันเช่นเดียวกับ เค-อง! เธอร้องเพลงปิดในซีรีส์นี้ได้แก่ "มาโดโรมิโนะยากูโซกุ" ญี่ปุ่น: まどろみの約束 โรมาจิ: Madoromi no Yakusoku และ "คิมินิมัตสึวารุมิสเตรี" ญี่ปุ่น: 君にまつわるミステリー โรมาจิ: Kimi ni Matsuwaru Mystery[4][5] ร่วมกับอาอิ คายาโนะซึ่งพากย์เป็นอิบาระ มายากะ ในปีถัดมาเธอได้เปิดตัวในฐานะนักร้องเดี่ยวเป็นครั้งแรก โดยเพลง "มิไรไนต์" จากซิงเกิลชื่อเดียวกันเป็นเพลงปิดของซีรีส์อนิเมะ เซโตไกยากูอินโดโมะ* ซึ่งเป็นภาคต่อจาก เซโตไกยากูอินโดโมะ[6] เธอเป็นคนสุดท้ายในวง "เวลาน้ำชาหลังเลิกเรียน" ที่ได้เปิดตัวเป็นนักร้องเดี่ยว[7] พ.ศ. 2557 ซาโตมิได้รับบทพากย์เป็นอุจิมัทสึ จิยะในซีรีส์อนิเมะ รับน้องกระต่ายซักแก้วมั้ยคะ? และร้องเพลงเปิดและเพลงปิดพิเศษ (เฉพาะตอนสุดท้าย) ภายใต้ชื่อ "เปอตีแรบบิตส์" ร่วมกับอายาเนะ ซากูระ, อิโนริ มินาเซะ, ริซะ ทาเนดะ และอูจิดะ มาอายะ[8] ผลงานอื่น ๆ ที่โดดเด่นของซาโตมิได้แก่เวนดี มาร์เวลล์จาก แฟรี่เทล ศึกจอมเวทอภินิหาร (พ.ศ. 2553) ทามุระ มานามิจาก น้องสาวของผมไม่น่ารักขนาดนั้นหรอก (พ.ศ. 2553) ชิบาตะ มิตสึกิจาก พี่น้องปริศนาโรงเรียนมหาเวท (พ.ศ. 2557) และคันซากิ ยูกิโกะจาก อัสแซสซิเนชันคลาสรูม (พ.ศ. 2558)

บทบาทส่วนใหญ่ของซาโตมิจะเป็นตัวละครสาวหวาน เรียบร้อย อย่างไรก็ตาม ไทนากะ ริทสึ ซึ่งเป็นบทสร้างชื่อของเธอนั้นกลับมีลักษณะตรงกันข้ามอย่างสิ้นเชิง[9] ในบทสัมภาษณ์ระหว่างที่เธอเดินทางไปร่วมงาน FanimeCon 2018 ที่แซนโฮเซ รัฐแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกานั้น เธอกล่าวว่าแรกเริ่มที่เธอไปคัดตัวเพื่อพากย์เสียงใน เค-อง! นั้นเธอตั้งใจจะพากย์เป็นมิโอะ (พากย์โดยโยโกะ ฮิกาซะ) หรือสึมุกิ (พากย์โดยมินาโกะ โคโตบูกิ) และรู้สึกประหลาดใจที่เธอได้รับเลือกให้พากย์เป็นริทสึ เธอยอมรับว่าบทริทสึเป็นบทที่ท้าทายสำหรับเธอ นอกจากนี้เธอยังต้องหัดเล่นกลองชุดเป็นครั้งแรกในชีวิตเพื่อแสดงในคอนเสิร์ตของ เค-อง! เช่นเดียวกับนักพากย์หลักคนอื่น ๆ[9] ในส่วนผลงานเพลงนั้น เนื่องจากซาโตมิมีทั้งผลงานในฐานะตัวเธอเองและในฐานะตัวละครที่เธอพากย์เสียง เธอให้สัมภาษณ์ว่าเธอจะปล่อยให้ตัวเองเป็นอิสระเต็มที่เวลาที่เธอร้องเพลงในชื่อตัวเอง แต่เมื่อเป็นเพลงของตัวละครเธอจะลบภาพตัวเธอเองออกแล้วสวมบทเป็นตัวละครนั้น ๆ[9]