2010年10月30日，加入杰尼斯事务所作为Jr.开始活动 。2011年3月，首次登上杂志封面，成为杂志《Wink Up》4月号的封面人物之一 ；9月29日结成组合Sexy zone ；11月16日，组合发行单曲《Sexy Zone》正式CD出道 ；12月25日，在Big Site举行首个握手会活动。2012年1月，参演电视剧《HUNGRY!》，作为演员出道，剧中与向井理、稻垣吾郎等的演对手戏 ，饰演的是大楠千绘的弟弟大楠佐助 ；8月，首次挑战声优工作，为电视动画《海贼王娜美篇 航海士的眼泪与牵绊》中村人配音 ；10月，做为富士台和TBS台共同放送的“伦敦奥运会排球世界最终预选”的特别应援队一员，为该节目的主题曲《キミのため ボクがいる》填词，系个人首次发表创作 。 2013年7月，与山下智久、户田惠梨香等合作，在电视剧《SUMMER NUDE》中饰演活泼开朗的16岁足球少年谷山骏 ；8月21日，在日本台场出席了“Sexy Zone佐藤胜利 with 杰尼斯Jr.”的特别公演 ；10月9日，发表首支个人solo曲《おなじ空の下》，该曲收录于Sexy zone的第5张单曲碟《バィバィDuバィ〜See you again〜/A MY GIRL FRIEND》的初回限定版S中，由佐藤胜利担当作词 ；10月，主演NTV深夜剧《49》，剧中饰演学习和运动都不擅长、被亡父灵魂进驻身体后从而发生一系列改变的废柴高中生加贺美暖，系首次担当电视剧主演 ；12月31日，在“第63届NHK红白歌会”中登场，初次亮相红白合战 ；12月7日，与中岛健人、菊池风磨一起首次担当舞台剧主演，主演由喜多川制作并执导的舞台剧《JOHNNYS' 2020 World》，至2014年1月27日，完成全部75场公演 。2014年7月29日，成为组合中首个举办SOLO演唱会的成员，在六本木EX剧场举办个人首场SOLO演唱会，同年8月11日追加公演 。 2015年1月1日至27日，与中岛健人共同担任舞台剧《2015新春 JOHNNYS' World》的主演 ；3月11日，发行Sexy zone的第3张专辑《Sexy Power3》，该专辑收录佐藤胜利solo曲《好きだよ》、《まだ见ぬ景色》 ；8月11~14日，在“Sexy Zone A.B.C-Z Summer Paradise in TDC”系列演唱会中举办SOLO演唱会“胜利 summer concert” ；12月11日起，再次联手中岛健人担当舞台剧《JOHNNYS' World（2015年-2016年）》的主演，整个舞台剧历时近2个月，至2016年1月27日千秋乐场，完成全部73场公演 。2016年2月24日，在组合发行第四张专辑《Welcome to Sexy Zone》中发表了写给粉丝的SOLO曲《Last winter’s night》 ；8月，在“Summer Paradise 2016”系列演唱会中举办为期5天的9场“佐藤胜利 Summer Live 2016”solo公演，为吉尼斯solo演唱会最年少记录保持者 ；同年12月至2017年1月，出演舞台剧《JOHNNYS'ALL STARS ISLAND》 。2017年3月，与桥本环奈合作，主演校园纯爱电影《春与夏推理事件簿》，系佐藤胜利首次出演电影，并首次担当电影主演，并在片中挑战了圆号吹奏 。