ساتیاجیت رای در جوانی نزد شاعر بنگالی، رابیندرانات تاگور آموزش نقاشی دیده بود، سپس به‌عنوان نگارگر در یک آژانس تبلیغاتی انگلیسی در کلکته به‌ کار پرداخت. در 1947 به کمک همکار خود، چیداناندا داس گوپتا (بعدها منتقد فیلم شد) انجمن فیلم کلکته را به راه انداخت و بسیاری از روشنفکرهای جوان بنگالی، که بعدها فیلمساز شدند، به عضویت انجمن درآمدند.  رای در 1950 رای به واسطه شغلش به مدت شش ماه به لندن رفت؛ در آنجا بود که فیلم «دزدان دوچرخه» (ویتوریو دسیکا-1948) را دید و به شدت مجذوب این فیلم و سبک نئورئالیسم ایتالیا شد. در راه بازگشت با ژان رنوار ملاقات کرد و موفق شد سر صحنهٔ فیلم «رودخانه» (1951) حضور یابد.

رای پس از مشکلات اجرائی بسیار سرانجام موفق شد نخستین فیلم خود، پاتر «پانچالی» یا «آوای جاده» (1955)، را بسازد. این فیلم در واقع قسمت اول رمان بلند نویسنده بنگالی، بیبوتیبوسان بانِجری را تصویر کرده بود و در مقابل حیرت همگان جایزه منتقدان جشنواره کن در 1965 را به‌دست آورد و پرفروش‌ترین فیلم بنگال شد.

از آنجاکه رای غالباً به روابط شخصی و خلوت‌های کوچک زندگی روزمره مردم هند پرداخته، گاه متهم شده است که مسائل جدی فقر و تنگدستی در هند، فساد مقامات رسمی و تعصبات مذهبی کشورش را نادیده گرفته است، هرچند در دههٔ 1970 فیلم‌هایش محتوای سیاسی بیشتری یافتند.

رای درست یک ماه پیش از مرگ در اثر یک بیماری طولانی، در آوریل 1993 جایزه اسکار یک عمر فعالیت هنری را به‌ دست آورد. او نخستین هنرمند اصیل تاریخ سینمای هند بود که توجه جهان را به سینمای هند جلب کرد. به‌علاوه او به‌عنوان آخرین نماینده رنسانس فرهنگ بنگالی، که تاگور آن را پایه‌ریزی کرده بود، از جانب هندوهای هم‌کیش خود تکریم فروان دید؛ روز درگذشت ساتیاجیت رای در هند تعطیل عمومی اعلام شد، و گفته می‌شود در روز تشییع جنازه او بیش از یک میلیون نفر حضور داشتند.