Sayaka Shoji est internationalement reconnue pour sa polyvalence artistique unique et son approche détaillée du répertoire. Née à Tokyo, elle s'est installée à Sienne, en Italie, à l'âge de trois ans. Elle a étudié à l'Accademia Musicale Chigiana et à la Musikhochschule de Cologne et a fait ses débuts européens avec le Lucerne Festival Strings et Rudolf Baumgartner au Festival de Lucerne à l'âge de quatorze ans.
Depuis qu'elle a remporté le premier prix du concours Paganini en 1999, Sayaka Shoji a travaillé avec des chefs d'orchestre de premier plan tels que Zubin Mehta, Lorin Maazel, Semyon Bychkov, Mariss Jansons et Yuri Temirkanov. Elle a également travaillé avec des orchestres renommés tels que le Israel Philharmonic, le Philharmonia Orchestra, le Cleveland Symphony Orchestra, le London Symphony Orchestra, le Berliner Philharmoniker, les Philharmoniques de Los Angeles et de New York, l'Orchestra dell'Accademia Nazionale di Santa Cecilia et le Wiener Symphoniker.
Récemment, Sayaka Shoji a fait des débuts réussis aux BBC Proms avec le Royal Philharmonic Orchestra/Vasily Petrenko et au Blossom Festival avec le Cleveland Orchestra. Elle a également donné plusieurs concerts pour l'ouverture de la saison 22/23 avec le Israel Philharmonic/Lahav Shani, et a fait une tournée de récitals avec Víkingur Ólafsson, ainsi qu'une tournée au Royaume-Uni avec le Philharmonia Orchestra/Ashkenazy.
Shoji a publié onze albums chez Deutsche Grammophon, dont les concertos pour violon de Prokofiev, Sibelius et Beethoven avec l'Orchestre Philharmonique de Saint-Pétersbourg sous la direction de Yuri Temirkanov. Parmi ses enregistrements précédents figure un album de récital avec Menahem Presseler. À l'automne 2022, dans le cadre de sa collaboration avec Gianluca Cascioli, elle a publié un nouvel album de sonates pour violon de Mozart, qui fait suite à l'intégrale des sonates pour piano et violon de Beethoven qu'elle avait déjà enregistrée.
Shoji a remporté le Mainichi Art Award en 2016, l'une des récompenses les plus prestigieuses du Japon, décernée à ceux qui ont eu une influence significative sur les arts.
Sayaka Shoji joue sur un Stradivarius "Recamier" c.1729 qui lui a été gracieusement prêté par Ueno Fine Chemicals Industry Ltd.