A 2007-es szezonban Sato elérte a karrier csúcsát. A Beppu-Ōita Maratonban Atsushi Fujita után lett második. Egy másodperccel lemaradt a legjobb teljesítményétől a Sapporo félmaratonon, és harmadik lett a dobogón. A
2007-ben az IAAF Road Running Világbajnokságon megdöntötte az ázsiai rekordot a félmaratonban 1:00:25 óra idővel. Ez a kilencedik helyet hozta neki, de ő volt az egyetlen két nem afrikai születésű versenyző, aki a tíz legjobb között végzett (Marilson dos Santos mellett). Az év végén ő volt az első japán futó, aki hazaért a Fukuoka Maratonon, és a 2:07:13 órás futása a harmadik helyre tette őt a negyedik leggyorsabb japán maratonosnak, és helyet nyert az olimpiai csapatban.