1950年大阪府生まれ。1974年武蔵野美術大学工業デザイン専攻卒業後、いすゞ自動車（株）入社。
1981年米国アートセンター・カレッジ・オブ・デザイン、トランスポーテーションデザイン専攻卒業。その後、ＧＭデザイン勤務後、欧州デザインマネージャー、米国副社長、デザインセンター部長を歴任。
1999年に経営危機にあった日産自動車に就任したカルロス・ゴーン社長（当時COO）にヘッドハントされる。当時めずらしい同業他社からの移籍で話題となる。2000年デザイン本部長に就任。それ以来ゴーン社長の右腕として日産リバイバルプランの中心的存在として活躍し、日産の復活の原動力となった。
2001年より常務執行役員、2006年にブランドマネージメント担当を兼任しチーフクリエイティブオフィサーに就任。全世界で800名近くのスタッフを抱える「日産デザイン」の総責任者。
2010年には国際的デザイナー賞である米国 "Eyes On Design Lifetime Achievement Award"や、その年のクリエイティブな業績を上げたひとに贈られる米国 FASTCOMPANY誌 "100 Most Creative Person Best 4"を受賞するなど、海外で最も名の知れた日本人自動車デザイナーのひとり。

1979年東京藝術大学デザイン科卒業、1981年同大学院修了、株式会社電通を経て、1984年佐藤卓デザイン事務所設立。 「ニッカ・ピュアモルト」商品開発から始まり、「ロッテ キシリトールガム」「明治おいしい牛乳」「大正製薬ZENA」などのパッケージデザイン、「ISSEY MIYAKE PLEATS PLEASE」グラフィックデザイン、「クリンスイ」グランドデザイン、金沢21世紀美術館や国立科学博物館シンボルマーク、武蔵野美術大学美術館・図書館ロゴ、サイン及びファニチャーデザインを手掛ける。また、NHK教育テレビ「にほんごであそぼ」企画メンバー及びアートディレクター・「デザインあ」総合指導、21＿21 DESIGN SIGHTディレクターも務めるなど多岐にわたって活動。