佐藤利奈福冈县北九州市出生,7岁时搬到广岛县安佐北区居住,广岛县被佐藤视为第二故乡。14岁时再度迁居到爱媛县松山市,直到高中毕业为止。自己上京后,父母搬到山口县居住。返乡的时候都搭乘飞往新北九州机场的班机。2001年,成为俳协VoiceWorkStudio第19期学生。次年加入东京俳优生活协同组合。2003年,通过试音选拔,成为《魔法老师》的涅吉·史普林菲尔德的声优,个人首次担当主役。2005年,与小林优,佐久间未帆一起结成音乐组合“麻帆良学园中等部2-A”凭歌曲《ハッピー☆マテリアル》获得第10回Animation神户赏户赏主题歌赏。2008年7月,因共同出演《乃木坂春香的秘密》的关系,与能登麻美子,后藤麻衣,清水香里,植田佳奈结成声优组合“N'S”,2012年再补充进生天目仁美。N'S,佐藤利奈,左三2010年8月,在“N'S”的基础上,与植田佳奈,后藤麻衣,清水香里,生天目仁美,松来未佑结成声优组合“N±”。2012年8月,“N±”解散。2014年2月28日,获得了第8回声优奖主演女声优奖；3月27日,结束自己担当了10年的电台主持的广播节目；8月2日,和新井里美一同前往上海参加“2014ChinaJoy”。2016年最后一天在自己的博客上正式宣布结婚,并且生下一子。
※主要角色以粗体显示