Sanpei hizo su debut como actriz de voz en la serie de anime UFO Baby. Inicialmente, ella era una estudiante de secundaria de segundo año, al igual que el personaje. Prestó su voz a Renton Thurston en Eureka Seven y se convirtió en su primer trabajo protagónico. También fue la primera personalidad principal en la radio publicitaria con Kaori Nazuka.
En 2006, interpretó el primer papel femenino en la serie Ouran High School Host Club como Shiori Ebisugawa y en 2007, interpretó a Nozomi Yumehara/Cure Dream en Yes! Pretty Cure 5.
Tras dejar la compañía de teatro Wakakusa alrededor de mayo de 2007, pasó a Production Baobab el 1 de noviembre del mismo año tras un periodo freelance. En 2010, se unió al escenario después de mucho tiempo para la presentación de Song of Joy.
El 1 de octubre de 2011 dejó Production Baobab para trasladarse a la agencia Axlone.
En 2019, ganó el premio a la Mejor Actriz en un Papel Protagónico en la 13° edición de los Seiyū Awards.
Vida personal
El 28 de febrero de 2013, Sanpei anunció en su blog que estaba casada. También anunció en el blog oficial que su primer hijo nació el 1 de octubre de 2014. El 5 de julio anunció en su cuenta de Twitter que tenía un segundo hijo. El 18 de agosto de 2021, se anunció que Sanpei dio positivo por COVID-19.
Para la franquicia The Idolmaster ha participado del CDTHE IDOLM@STER SideM ORIGIN@L PIECES 02 OP/ED, en su rol como Ryō Akizuki. Lo hizo en compañía de Yutaka Balletta, Kento Hama, Yuusuke Nagano y Yūichirō Umehara. En su semana de lanzamiento han conseguido estar en el 17º puesto del ranking de ventas japonés, con 7.620 copias vendidas.[1]