Élevé à Sapporo, au Japon, dernier de six frères aimant tous la musique, Masaru Satō décida très jeune de devenir compositeur. Il étudia à l'Académie nationale de musique et devint l'élève de Fumio Hayasaka, le compositeur attitré des nouveaux films d'Akira Kurosawa. Hayasaka l'emmena avec lui aux Studios Toho, et il travailla avec lui à l'orchestration des Sept Samouraïs (1954). Quand Hayasaka mourut subitement en 1955, la Toho lui demanda d'achever ses deux dernières musiques: Vivre dans la peur de Kurosawa et le Héros sacrilège de Kenji Mizoguchi. Sa première musique complète fut pour le Retour de Godzilla en 1955. Il continua dans cette veine en composant pour plusieurs autres films de la série Godzilla par Jun Fukuda ou des films populaires d'Ishirō Honda. Il resta aussi le compositeur d'Akira Kurosawa jusqu'à Barberousse en 1965. Sa dernière composition, justement, fut pour Après la pluie, le film réalisé en 1999 à partir du dernier scénario de Kurosawa.
En quarante-quatre ans de carrière, se consacrant presque uniquement au cinéma, il composa pour plus de trois cents films. Son style différait de celui de son maître Hayasaka, et surtout de celui d'Akira Ifukube (le principal compositeur des Godzilla), tourné vers l'orchestre et très influencé par l'Occident. Le style de Satō restait très ancré dans la musique japonaise traditionnelle, influencé parfois par le jazz.
