Née à Tokyo, Rihoko Sato suit une formation de gymnaste en Grande-Bretagne puis aux États-Unis, où elle vit jusqu’à l’âge de quinze ans.
En 1995, elle participe aux ateliers de KARAS à Tokyo et rejoint la compagnie l'année suivante.
Dès lors elle danse dans toutes les pièces de groupe et devient la plus proche collaboratrice de Saburo Teshigawara, qu'elle assiste dans chacune de ses créations.
Elle anime le projet éducatif S.T.E.P. de KARAS, travaille comme répétitrice des ballets créés pour le Nederlands Dans Theater et le ballet de l’Opéra national de Paris, entre autres.
Devenue la plus proche collaboratrice artistique de Saburo Teshigawara, elle est reconnue internationalement comme l'une des principales figures de l'œuvre du chorégraphe.
Son premier solo SHE mis en scène par Saburo Teshigawara fait forte impression lors de sa création à Tokyo en 2009.
En 2018, elle fait ses débuts de chorégraphe avec Vêpres de la Vierge (Monteverdi), une collaboration avec la compagnie vocale et instrumentale La Tempête au Festival Berlioz. Suivent le solo IZUMI et la pièce de groupe Traces créée pour Aterballetto en 2019.
En 2022 elle présente sa nouvelle pièce solo, Forest of Confession à KARAS APPARATUS, reprise en 2023 à Londres dans une nouvelle version et en 2025, Purple Diary, à KARAS APPARATUS.
Rihoko Sato reçoit les prix de Meilleure danseuse pour son duo avec Vaclav Kunes dans Scream and Whisper aux Étoiles de Ballet2000 Awards en 2005 à Cannes, le prix du Japan Dance Forum en 2007, le Premio Positano "Leonide Massine" Per la Danza 2012 et le Japan dance critic new face award en 2016. Le Prix d'encouragement à l'art (danse) lui est décerné en 2018 par le Ministre de l'éducation, de la culture, des sports, des sciences et de la technologie).