Родилась в Йокогаме. Окончила Токийский университет искусств по классу скрипки (отделение инструментальной музыки). Со времён учёбы в университете работала в студиях звукозаписи, а также играла в составе оркестра театральной компании «Сики», занимающейся постановкой мюзиклов.
Однако Норико хотелось чего-то большего, чем просто исполнять на скрипке музыкальные произведения других композиторов, и она нашла себя в джазе, который даёт простор для импровизации.
С 1998 года играла в составе группы Jazz Strings с Мукаи Сигэхару (тромбон) и Ёкояма Тацудзи (перкуссия), в струнном оркестре под управлением гитариста и вокалиста Итатияма Дэмбэи, с барабанщиками Джином Джексоном, Масахико Осака, Сюити Мураками, Тосихиро Наканиси (скрипка), Масахиро Саяма (фортепиано).
В 2011 году записывалась в Нью-Йорке с вокалисткой Хироми Симидзу и американским джазовым пианистом Кенни Барроном.
24 декабря 2017 года Норико Сатоми выпустила свой первый сольный альбом Project-N, который имел большой успех.
В настоящее время обучает начинающих музыкантов игре на джазовой скрипке, кроме того пишет музыку к рекламным роликам. Некоторые её композиции были отмечены наградами ACC Tokyo Creativity Awards.
