1980年，佐藤浩市进入多摩艺术学院就读电影专业，在校期间参加了NHK电视剧的拍摄。1981年，佐藤浩市参演了由深作欣二和藏原惟缮联合执导的剧情片《青春之门》，由此获得了第5届日本电影学院奖最佳新人奖。 1984年，佐藤浩市与绪形拳、夏目雅子合作，主演了由相米慎二执导的剧情片《鱼影之群》，饰演希望成为金枪鱼捕猎手的“俊一”，凭借该角色获得了第7届日本电影学院奖最佳男配角提名。 1986年，佐藤浩市参演了由吉田喜重执导的剧情片《约定》，这是他与父亲三国连太郎首次共同演出。 1988年，搭档西田敏行和中川安奈，主演了由佐藤纯弥执导的古装剧情片《敦煌》，佐藤浩市在片中饰演落第的北宋书生“赵行德”。 1990年，参演了由西田敏行和鹿贺丈史等主演的古装历史剧《宛如飞翔》，在剧中饰演了土佐藩浪士“坂本龙马”。1994年，与高冈早纪主演了深作欣二执导的古装奇幻电影《忠臣蔵外传之四谷怪谈》，佐藤浩市凭借该片获得了第18届日本电影学院奖最佳男主角。 1996年，佐藤浩市在森崎东执导的电影《美味大挑战》中与父母共同演出，饰演了与父亲竞争的厨师“山冈士郎”。 2000年，与织田裕二、松岛菜菜子等主演了若松节朗执导的动作电影《雪茫危机》，佐藤浩市在片中出演恐怖组织赤月的队长“宇津木弘贵”，由此获得了第24届日本电影学院奖最佳男配角奖。 2002年，领衔主演了阪本顺治执导的悬疑动作片《绑架金大中》，影片根据真实事件改编，佐藤浩市在片中饰演为韩国中央情报局提供支持的幕僚二部部员“富田”。 2003年，与中谷美纪和中井贵一合作，主演了古装剧情片《壬生义士传》，凭借在片中饰演的流浪武士“斋藤一”，佐藤浩市获得了第27届日本电影学院奖最佳男配角奖。 2004年1月12日，由木村拓哉、竹内结子等人主演的冰球类爱情电视剧《冰上恋人》首播，佐藤浩市出演木村拓哉所在冰球队的新教练“兵头雄一郎”； 11月13日，在伊东美咲主演的剧情片《海猫》中，佐藤浩市饰演其性格刚强的丈夫“赤木邦一”。 2005年，搭档伊势谷友介，主演了根岸吉太郎执导的剧情片《向雪祈祷》，佐藤浩市饰演努力供弟弟读书的训马师“矢崎威夫”，并凭借该角色获得了第18届东京国际电影节最佳男演员奖。 2006年1月12日，悬疑电视剧《野兽之道》首播，佐藤浩市在片中和仲村透共同为米仓凉子担任护花使者； 1月14日，佐藤浩市又与役所广司、松隆子、香取慎吾等主演了喜剧电影《有顶天酒店》，并因此获得了第30届日本电影学院奖最佳男配角提名。 2007年9月8日，与妻夫木聪等主演了鹤桥康夫执导的犯罪剧集《天国与地狱》，饰演遭到勒索的大鞋制造厂常务“权藤金吾”； 9月15日，搭档伊藤英明、伊势谷友介，主演了将西部片与时代剧融合在一起的动作电影《寿喜烧西部片》，饰演为得财宝而不择手段的平家后裔“平清盛”。 2008年，佐藤浩市和妻夫木聪等主演了三谷幸喜编导的喜剧电影《魔幻时刻》，其饰演了默默无闻的三流演员“村田大树”，凭此获得了第32届日本电影学院奖最佳男主角提名。 2009年1月24日，佐藤浩市与志田未来主演了探讨犯罪的社会派影片《无人守护》，饰演保护案件受害者家人的警察“胜浦卓美”； 7月5日，主演了由经济小说家城山三郎的小说《官僚们的夏天》改编的同名电视剧，佐藤饰演的是怀有强烈责任感要将战后日本重建起来的通产事务次官“风越信吾”； 7月18日，佐藤浩市搭档织田裕二、天海佑希、户田惠梨香等主演的悬疑惊悚片《女神的报酬》上映，他在片中饰演了单恋天海佑希的日本商人“藤井昌树”。 2010年4月9日，由柴咲幸领衔主演的家庭剧集《我家的历史》首播，佐藤浩市饰演了柴咲幸的情夫“鬼冢大造”； 12月18日，与役所广司联袂主演的古装剧情片《最后的忠臣藏》上映，佐藤浩市在片中饰演为了执行任务而顽强活下去的义士“寺坂吉右卫门”，凭此获得了第35届日本电影学院奖最佳男配角提名。 2011年5月14日，搭档成宫宽贵主演的刑警剧《最后的晚餐》首播，佐藤浩市饰演警视厅搜查一课的刑警“远野一行”，四处奔走解决案件；7月21日，在《最后的晚餐》推出的续集《太阳再次升起》中，首次出演老师的佐藤浩市饰演讨厌规则的中年新人教官“远野一行”。 2012年4月16日，与大野智、户田惠梨香等主演的悬疑电视剧《上锁的房间》上映，佐藤浩市凭借扮演充满自信和正义感的律师“芹泽豪”获得了第73回日剧学院赏最佳男配角； 8月25日，参演了由降旗康男执导，高仓健、田中裕子等主演的剧情片《致亲爱的你》；11月2日，由野村万斋、荣仓奈奈、成宫宽贵等主演的历史片《傀儡之城》上映，佐藤浩市扮演有着坚韧的意志和军事才能的勇士“正木丹波守利英”。 2013年10月19日，佐藤浩市搭档香取慎吾和森山未来等，主演了惊悚剧情片《人类资金》，出演自称是金融经纪人的诈欺师“真舟雄一”； 11月9日，与役所广司、大泉洋、小日向文世等合作，主演了三谷幸喜执导的历史片《清须会议》，饰演织田信长的亲信家臣“池田恒兴”。 2014年12月20日，根据真人真事改编、描绘日本移民二代在加拿大温哥华组建棒球队为题材的影片《温哥华的朝日》上映，佐藤浩市出镜饰演妻夫木聪的父亲“笠原清二”。 2015年2月，佐藤浩市与绫野刚、瑛太、荣仓奈奈等参演了由濑濑敬久执导的推理电影《64》，在拍摄完成后该片将分为上下篇两部，预定在2016年正式公开； 6月20日，佐藤浩市搭档樋口可南子，主演了由朝原雄三执导的剧情片《积爱之人》； 11月7日，与本田翼、尾野真千子等人主演的剧情片《起终点站》上映，佐藤浩市饰演固执孤独的“鹫田完治”，并凭借该片与《积爱之人》获得了第40回日本报知电影奖最佳男主角。 9月5日，出演由筱原凉子主演的电影《UNFAIR the end》在日本上映。 2016年11月5日，出演由小林薰主演的电影《深夜食堂电影版2》将在日本上映 。