Sarah se mudó a Honolulú, Hawaii con su familia cuando solo tenía un año. En su juventud, expresó su interés en la actuación por medio de varias obras en Punahou School, su escuela en Hawaii. A pesar de que sus padres eran profesores en la Universidad de Hawaii, Sarah no quiso seguir sus pasos y decidió estudiar interpretación. Cuando terminó sus estudios de secundaria, entró en el Dartmouth College de Hanover, New Hampshire. Paralelamente con sus estudios, continuó trabajando en el teatro. En el año 1999, se graduó con honores. Sarah continuó su educación y obtuvo su postgrado en el 2002. En ese mismo año, decidió casarse con su antiguo compañero de clases Joshua Winterhalt a quien conoció en el Dartmouth College, para luego mudarse a Nueva York dónde obtuvo su primer papel en la serie "Queens Supreme", de la cadena NBC. El primer papel que obtuvo Sarah fue como "Kate O'Malley", un personaje recurrente en la serie "Queens Supreme". Luego obtuvo un papel como la Detective Jane Porter en "Tarzán", una serie de la Warner. Después de varias apariciones como actriz invitada en "Ley y Orden: Unidad de víctimas especiales", "Dragnet" y NUMB3RS, Sarah obtuvo un papel estelar en la serie de la cadena FOX "Prison Break" como la "Dra. Sara Tancredi". Aparte de su actuación en la televisión, Sarah también ha aparecido en las películas "Whisper" y "Las Nueve Revelaciones".