1. 개요
껍질소녀와 공허의 소녀, 하늘의 소녀의 등장 인물. 성우는 유즈키 카나메.사립 오우바 여학원의 학생으로, 공허의 소녀 시점에서 중등부 3학년. 검도부에서 활동하고 있고, 상당히 뛰어난 신체 능력을 자랑한다. 연령에 비해 체격이 커서, 키가 성인 남성과 비슷할 정도다. 토키사카 레이지와는 껍질소녀 때 오우바 여학원에 임시 교사로서 잠입했을 때 처음 만나게 되었고, 토키사카 유카리와는 미술부에 소속된 친구인 니시조노 유이를 통해 서로 알고 지내게 되었다. 미술부는 아니지만 가끔 그림 모델을 서주기도 하는 모양.
2. 껍질소녀
임시 교사로 일하는 레이지를 처음에는 경계하지만, 탐정이며 유카리의 오빠라는 사실을 듣고 어느 정도 경계를 푼다. 그녀는 친한 친구인 유이가 행방불명이 된 것을 걱정하고 있었고, 레이지에게 그녀를 찾아줄 것을 부탁한다. 그 이후 사건 해결에 적극 협조한다. 유이가 사라져버린 동안에는 살짝 침울한 표정일 때가 많았지만 사건이 해결된 뒤엔 잘 떨쳐내고 그나마 나아졌다.
레이지의 활약으로 범인인 쿠사카 타츠히코가 체포되고 유이의 시체가 발견되자, 레이지에게 감사의 뜻을 표한다. 이 사건으로 탐정에 대해 동경심을 품게 되고, 레이지의 조수가 되고 싶다고 말해 레이지를 당혹케 한다.
3. 공허의 소녀
공허의 소녀 시점에서는 중등부 3학년이 되었고, 여전히 유카리를 비롯한 미술 부원들과의 친분을 유지하고 있다. 탐정에 대한 동경심도 예전과 마찬가지고, 레이지의 조수를 자칭하고 있다. 마찬가지로 탐정의 조수 일을 하고 있는 마사키 토모유키를 자신의 후배라고 인식하고 있어, 어디까지나 빈말로 자기보다 낫다고 말하기도….직접 범인을 체포하는데 큰 공을 세우기도 한다. 위험한 일이기 때문에 아유무를 말려들게 하는 것을 망설이는 레이지에게 자신이 하겠다고 나서고, 아오키 토우지의 톤파를 빌려서 흉기를 든 범인과 맞서는 등 큰 활약을 펼쳤다.
레이지에게 호감을 가지고 있고, 노말엔딩 한정으로 레이지를 상대로 첫 경험을 하기도 한다. 하지만 토우코에게 마음이 사로잡혀 있는 레이지에게는 큰 의미가 없어 보인다.
4. 하늘의 소녀
천벌 살인사건과 로쿠시키 마코토 탈옥 사건이 다루어지는 1958년(쇼와 33년) 시점에서는 비중이 거의 없다. 유카리의 도시락을 전해주려던 토키사카 레이지와 우연히 만나 그에게 도시락 심부름을 전달받는다. 여기서 사토는 레이지에게 (조수가 되는 것을) 슬슬 허락해 달라고 말하는데,[1] 레이지는 '사건에 관계하고 싶다면 탐정보다는 경찰이 되어라' 라고 말한다. 참고로 게임 초반 자유 행동 시간에 만나는 게 아니라면 사토 아유무의 유일한 출연이다. 그리고...6년이 지난 뒤, 진짜로 경찰이 되어 경시청에 들어갔다. 계급은 순사로 수사 1과에서 우오즈미 밑에서 근무하고 있다. 경찰로서 첫 사건인 아동 시체 유기 사건을 마사키, 우오즈미, 토우지, 레이지와 함께 조사한다. 여전히 레이지를 선생님이라고 부르며, 레이지는 이제와서야 마사키 대신 사토가 조수를 했으면 좋았을텐데 후회하기도 한다. 신참이라 그런지 조금 서투른 모습도 보여주는데, 시체를 보는 것을 꺼리거나 유족에게 닦달받자 억울해 하기도 한다. 또 레이지의 꼬드김에 넘어가 시말서를 써야할 정도의 가택 침입을 하기도 한다.[2] 그래서인지 나중에 레이지가 위법적인 수사를 하려 할 때면 영장이 필요하다는 등 태클을 걸기도 한다.