佐藤大树从小学4年级到初中3年级一直都是学校足球队成员,他在场上的位置为后卫。2009年,14岁的他因与母亲一起去观看EXILE组合的“EXILELIVETOUR2009THEMONSTER”演唱会而受到影响,憧憬EXILE的MAKIDAI,便开始学习跳舞。2010年,15岁的他进入了EXILE公司旗下的艺能培训学校EXPG东京校进行学习,并成为学校的特待生。
组合公式照2011年,出演了FUNKYMONKEYBABYS组合的MV《ラブレター》,从而作为演员出道；年末,16岁的他被选为GENERATIONS组合的支援成员,并随该组合展开了“梦者修行”演出。2012年,作为成员参加了EXILETRIBE的巨蛋巡回演唱会“EXILETRIBELIVETOUR2012～TOWEROFWISH～”；同年,出演了由白滨亚岚主演的校园剧《SUGARLESS无糖》,这是他参演的首部电视剧。2013年,参演了藤谷太辅主演的校园剧《假面教师》。2014年2月,他参加了EXILE表演者选拔赛“EXILEPERFORMERBATTLEAUDITION”；4月5日,他出演的由MAKIDAI主演的电影《我们的明天》上映,这是他参演的首部电影作品；4月27日,他在日本武道馆举办的“EXILEPERFORMERBATTLEAUDITION”总决赛中脱颖而出,并以舞蹈表演者身份加入EXILE；9月,随EXILETRIBE展开“EXILETRIBEPERFECTYEARLIVETOURTOWEROFWISH2014〜THEREVOLUTION〜”巨蛋巡回演唱会；同年,参演了由松本利夫主演的电视剧《Binta～律师事务员箕轮用爱解决一切～》；12月31日,随组合参加第65届NHK红白歌会,这是他在红白歌会中的首次登场。佐藤大树2015年3月25日,随组合推出EXILE“第四章”的首张专辑《19-RoadtoAMAZINGWORLD-》；4月19日,他参演的由TAKAHIRO主演的日本电视台系列电视剧《狂野英雄》播出,在剧中饰演高中生里岛透；9月11日,其所在组合的第四次巨蛋巡回演唱会“EXILELIVETOUR2015‘AMAZINGWORLD’”拉开帷幕；10月21日,EXILETRIBE全员主演的热血动作剧《热血街区》播出,佐藤大树在剧中饰演了山王联合会的千晴。2016年4月,出演电视剧《热血街区2》；7月16日,其参演的动作片《热血街区电影版》上映；7月22日,随组合参加《HiGH&LOW》项目主题的巨蛋巡回演唱会“HiGH&LOWTHELIVE”；10月,出演了由TAKAHIRO,登坂广臣,斋藤工主演的电影《热血街区电影版2：红雨篇》；12月29日,FANTASTICS组合成立,佐藤大树与世界共同担任该组合的队长和舞蹈表演者。佐藤大树2017年2月13日,随FANTASTICS展开“武者修行”演出,并在14个城市举行了50场公演；6月,佐藤大树主演的个人首台舞台剧《锖色护甲》开演,他在舞台剧中饰演主人公孙一；8月11日,佐藤大树与山下健二郎,佐藤宽太共同主演的网络喜剧短剧《热血街区：DTC》在Hulu网播出；同年,出演了电影《热血街区电影版2：天空尽头》；11月11日,其参演的电影《热血街区电影版3：终极任务》上映。2018年4月,随FANTASTICS展开“梦者修行FANTASTIC9”演出；同年,出演了由樱井日奈子和吉沢亮主演的校园爱情片《橘子酱男孩》,在剧中饰演女主人公的青梅竹马须王银太；8月1日,其参演的由竹内凉真与滨边美波主演的校园爱情片《君主！先发制人》上映,他在片中饰演了女主人公的青梅竹马泽田虎竹；9月15日,随EXILE展开第五次巨蛋巡回演唱会“EXILELIVETOUR2018-2019‘STAROFWISH’”；9月28日,佐藤大树与山下健二郎,佐藤宽太共同主演的喜剧片《DTC-温泉纯情篇-from热血街区》上映,他在片中饰演山王联合会“DTC”中的“C”千晴；12月5日,随FANTASTICSfromEXILETRIBE发行出道单曲《OVERDRIVE》。佐藤大树2019年2月25日,随FANTASTICSfromEXILETRIBE获得了“第33届日本金唱片大奖”年度最佳新人奖；4月5日,佐藤大树与福原遥共同主演的校园爱情片《四月的你,角宿星》上映；6月,他主演的舞台剧《锖色护甲-繋ぐ-》开演；同年,主演短篇电影《那个瞬间,我很想哭-CINEMAFIGHTERSproject-》其中的《魔女に焦がれて》篇,该电影是LDH和国际短片电影节“SSFF&ASIA”合作项目《CINEMAFIGHTERSproject》的第三弹；7月4日至7月7日,随FANTASTICS参与EXILETRIBE次世代“Jr.EXILE”的演唱会“BATTLEOFTOKYO〜ENTERTHEJr.EXILE〜”；同年,出演电视剧《热血街区极恶王：O篇章》；9月24日,与佐野玲于共同出演朗读剧《想再一次和你跳舞》；10月4日,他参演的动作片《热血街区电影版：极恶王》上映；10月11日,随FANTASTICS展开首次巡回演唱会“FANTASTICSSOUNDDRAMA2019FANTASTICNINE”,该演唱会融合了舞台剧的表演形式；12月31日,随组合参加LDH跨年演唱会“LDHPERFECTYEAR2020COUNTDOWNLIVE2019▶︎2020‘RISING’”。2020年1月12日,随EXILE受邀前往中国台湾录制《2020超级巨星红白艺能大赏》；1月25日,发售个人首本写真集《STEPBYSTEP》；1月19日,随EXILE展开巨蛋巡回演唱会“EXILEPERFECTLIVE2001▶︎2020”；8月29日,其出演的由白石圣主演的恐怖剧《恐怖新闻》播出,在剧中饰演主人公的恋人,自由职业者松田勇介；10月2日,与桥本环奈共同主演的校园爱情片《小说之神》上映,该片改编自相泽沙呼的同名小说,他在剧中饰演不卖座的高中生小说家千谷一也；10月9日,随FANTASTICS共同主演的情景喜剧《MANNEQUINNIGHTFEVER》播出,在剧中饰演为了成为人类而努力的人体模型“总结”。2022年1月,佐藤大树参与配音的动画《锈色铠甲-黎明-》播出,在片中为主角孙一配音；2月16日,佐藤大树与见上爱共同主演的爱情剧《liar》播出,在剧中饰演业绩优秀,但直言不讳的商社职员市川一哉。3月1日,佐藤大树参演日剧《一个坠入爱河的人~司汤达的恋爱论~》,饰演聪子图书馆的后辈村石琢磨。2023年7月8日,参演的电视剧《around1,4》播出。
佐藤大树的宠物—墨西哥蝾螈兴趣爱好佐藤大树的兴趣是踢足球,看电影和看鱼,他喜欢鱼和水边生活的生物,平时会去水族馆,在家里养了16条金鱼,4只墨西哥钝口螈,还养了乌龟。确诊新冠2020年11月30日,佐藤大树的工作相关人员出现了发热症状,佐藤大树本人虽然没有发烧等症状,但依然接受了核酸检测；12月1日,核酸检测结果呈阳性,随后开始接受治疗,在家中疗养；12月15日,再次接受检测,检测结果呈阴性。
作为FANTASTICSfromEXILETRIBE组合队长的佐藤大树非常稳重,他在EXILE里是个容易被“欺负”和活跃气氛的角色,但回到FANTASTICS中就会一下子变得像领导一样认真。他像太阳一样平静而阳光,非常会为周围的事情考虑。他是FANTASTICS中的总结角色,总是代表团体发言的他非常值得尊敬,他也有自己独特的领导性。他也是像连接FANTASTICS这个队伍和EXILETRIBE世间之间的管子一样的,是非常重要的存在。作为FANTASTICS的两个队长之一,和成员年龄更相仿的他与成员的距离很近。佐藤大树拥有作为演员的帅气脸庞,像是从漫画中走出的男孩子。他有着能让同性也喜爱他的魅力,以及与生俱来的新鲜感和纯粹感,是个非常清爽的男孩,所以非常适合电影《君主！先发制人》中虎竹这个角色。他看上去给人一种老实安静的印象,实际上相反,是个从精神上带动大家的气氛制造者。在电影《橘子酱男孩》中,他表现出了满满的青春气息。