Elle débute en 2002 en rejoignant le groupe Country Musume du Hello! Project, après avoir échoué à l'audition pour intégrer la "quatrième génération" des Morning Musume en 2000. Elle participe à plusieurs "shuffle units", et est intégrée en 2003 à la nouvelle équipe de futsal du H!P, les Gatas Brilhantes, puis à sa version musicale Ongaku Gatas en 2007, Country Musume venant officieusement de cesser ses activités à la suite du départ de deux de ses trois derniers membres.
Cette même année, elle commence à connaitre le succès en dehors du Hello! Project en tant que membre du trio J-pop féminin Pabo (avec Suzanne et Yukina Kinoshita), puis en 2008 avec son dérivé mixte Aladdin composé des trio Pabo et Shuchishin (Takeshi Tsuruno, Naoki Nokubo et Yusuke Kamiji). Elle a également sorti trois photobooks, et un single avec le duo Fujioka Fujimaki. Depuis , elle participe régulièrement à l'émission télé Quiz! Hexagon II, pour laquelle ont été créés les groupes Pabo, Shuchishin et Aladdin. Fin 2008, elle forme le groupe Satoda Mai with Gōda Kyōdai, qui devient Satoda Mai with Gōda Kazoku l'année suivante à l'arrivée d'un nouveau membre, avec lequel elle sort un album fin 2009. Son départ du H!P a lieu le , avec les autres anciennes du Elder Club. Elle continue sa carrière au sein de la maison mère Up-Front et du M-line club en tant que membre d'Ongaku Gatas, groupe qui cesse ses activités en 2010.
Elle épouse en le joueur de baseball et fan d'idolsMasahiro Tanaka ; celui-ci signe deux ans plus tard un gros contrat avec l'équipe des Yankees de New York, entrainant le départ du couple pour les États-Unis[1]. Mai Satoda a auparavant commenté : "Même si Country Musume n'existe plus vraiment, au fond de moi, je suis et je resterai membre de ce groupe".
En est annoncée une nouvelle audition pour recruter de nouveaux membres de Country Musume ; en fin d'année est créé le groupe Country Girls, dont Satoda est nommée superviseuse.
