Сара Гилберт, чье настоящее имя Сара Ребекка Эблес родилась 29 января 1975 года в Санта-Монике, Калифорния. Ее родители Барбара и Гарольд Эблес Крейн. У Сары есть сводные брат и сестра Джонатан Гилберт и Мелисса Гилберт, которые прославились в телесериале «Маленький домик в прериях». Сара Гилберт училась в Йельском университете по специальности «Искусство» с уклоном на фотографию. В 1997 году она с отличием закончила университет.

В 1984 году Сара взяла фамилию Гилберт, фамилия первого мужа своей матери Пола Гилберта.

Сара Гилберт в возрасте шести, после того как ее старшая сестра, Мелисса Гилберт получила мемориальную доску на Аллее славы в Голливуде, решила стать актрисой. После многих появлений в телевизионных фильмах и рекламе Kool Aid, в возрасте тринадцати лет Сара прошла кастинг на роль Дарлин Коннер в сериале «Розанна». Гилберт снималась в телесериале на протяжении девяти лет, с 1988 по 1997 года.

Гилберт была приглашенной звездой в такие проекты как «Симпсоны», «24», «Уилл и Грейс», «Закон и Порядок» и «Частная практика».

В 2004 году Сара играла роль второго плана в телесериале «Скорая помощь».

Осенью 2005 года Гилберт начала работать в ситкоме «Близнеци», который был отменен после показа одного сезона.

С 2007 по 2010 год Сара Гилберт снималась в телесериале Чака Лорри и Билла Прэди «Теория большого взрыва».

18 октября 2010 года состоялась премьера ток-шоу «Разговор» (The Talk), в котором Гилберт стала соведущей и исполнительным продюсером.