Сандра Анет Бълок е родена на 26 юли 1964 г. в Арлингтън, Вирджиния, САЩ. Майка й е германка, по професия е оперна певица, а баща й е учител. Има по-малка сестра, която е адвокат и притежава продуцентска компания. Сандра пее във всяка продукция, в която Хелга Бълок участва. Този неин опит й помага, докато снима „That Thing Called Love” (1993), където изпълнява една песен.
Семейството се мести във Вашинггон, когато Санди е тинейджър, където и завършва гимназия. Следва актьорско майсторство в университета в Северна Каролина. Веднага след като завършва се премества в Ню Йорк, където иска да развие кариерата си на театрална сцена. Скоро тя започва участията си в телевизионни програми, в последствие и в пълнометражни филми. Сандра дебютира в киното през 1987 г. в „Hangman”, две години по-късно се снима в „Preppie Murder” с Дани Айело и Уилям Болдуин. През 1990-та участва в телевизионния сериал „Работещо момиче”, в ролата на Тес Макгил (изиграна от Мелани Грифит в киноверсията на филма). Две години по-късно Бълок се снима в „Любовен еликсир № 9” с Ан Банкрофт и Тейт Донован, откъдето започва и любовната история помежду им.
В следващите 12 месеца Сандра прави чудеса от храброст и се снима в 4! заглавия - „Изчезването” с Джеф Бриджис и Кифър Съдърланд, „The Thing Called Love” с Ривър Финикс, „Разрушителят” с Арни и „Wrestling Earnest Hemingway” с Шърли Маклейн, Робърт Дювал, Ричард Харис и др. Нейният истински звезден миг настъпва следващата година – 1994-та с ролята на Ани в тоталния хит „Скорост”, в който помага на Киану Рийвс. Сандра Бълок става все по-търсена и все за главни роли, започва да снима доста интензивно. През 1995 г. участва с Питър Галахър в романтичната комедия „Докато ти спеше”. Следва екшън-трилърът „Мрежата”, в който тя е компютърен специалист, на който изтриват самоличносттта. През 1996-та снима силната екранизация по едноименния роман на Джон Гришам „Време да убиваш” и отново се „среща” с Хемингуей в прочувствения „Любов и война”.
Три години след като „Скорост” се превръща в любим филм на милиони както мъже, така и дами, се появява „Скорост 2”, който е доста по-слаб от първия и на мястото на Киану застава Джейсън Патрик. Филмографията на г-ца Бълок продължава с драмата „Надежда за обич” (1998). Още същата година се налага да употреби „Приложна магия” (1998), само и само да се отърве от древно проклятие и има нужда от „Природни сили”, за да не се влюби в Бен Афлек. Бълок посещава рехабилитационна клиника, за да разбере героинята си в „28 дни” (2000).
Същата година се превръща и в „Мис Таен агент” колкото и да не й се иска, помагат й Майкъл Кейн, Бенджамин Брат и др. Две години по-късно е ченге в „Убийство по учебник”, снима се в женския „Съкровените тайни на жриците” и попада в прегръдките на Хю Грант в „Срок за влюбване” (2002). През 2004-та се снима в „Сблъсъци”, който спечели „Оскар” за най-добър филм. През 2005 г. Сандра се омъжва за актьора Джеси Джеймс и участва в „Мис Таен агент: Въоръжена и прекрасна”, който като всяка втора част е в пъти по-слаб от първия филм. През 2006 Сандра Бълок и Киану Рийвс се обичат по един особено романтичен начин в „Къщата на езерото”.
Същата година актрисата влиза в каста и на “Infamous” на Дъглас Макграт, където партнира на Сигорни Уийвър, Гуинет Полтроу, Изабела Роселини и др. На следващата година участва в „Предчувствие” (2007) с „пластичния хирург” Джулиан Макмеън. За изпълнението си в "The Blind Side" печели "Оскар" за главна женска роля. След „Предложението” (2009) ще я чакаме в „All About Steve” (2009) с Брадли Купър.