Сандра Бълок се появява на бял свят на 26 юли 1964 г. в Арлингтън, Вирджиния – предградие на столицата Вашингтон.
Виновници за раждането на бъдещата американска актриса са Джон Бълок и Хелга Г. Майер – немска оперна певица и учител по музика, която се запознава с него в немския град Нюрнберг, където той е командирован като служещ в aрмията на САЩ. Освен Сандра, семейството има и по-малка дъщеря, която по-късно става вицепрезидент на филмовата компания на Бълок "Fortis". Сестра й става и известен във виртуалното пространство пекар – Джесин Прадо си има блог на име „Изповедите на един магистър пекар”, в който редовно споделя своите рецепти, а вече си има и сладкарница в градчето Монпелие, Върмонт.
В детството си Сандра Бълок често придружава майка си при нейните оперни представления, като прекарва известно време в Залцбург и Нюрнберг, където остава с леля си и баба си и учи немски, който в момента владее свободно. Като дете учи и балет, но често е тормозена в началното училище от съучениците си, защото носи странни дрехи, купени от Германия.
Бълок учи в гимназия Washington-Lee High School, където е мажоретка заедно с Шърли Маклейн и участва във всички училищни театрални представления. Съучениците й в гимназията й гласуват титлата „По всяка вероятност ще озари деня ви”. След като се дипломира от гимназия през 1982 г., до 1986 г. тя следва специалност „Драма” в Университета в Източна Каролина в Грийнвил. След дипломирането си тя се мести в Манхатън, където започва да се явява на прослушвания за роли.
Докато живее в Ню Йорк, Бълок участва в няколко студентски филма и посещава актьорски курсове при Санфорд Майснер. Малко по-късно получава роля на Off-Broadway. След това участие, тя приема няколко малки роли в независими продукции, както и главна роля в краткотрайната телевизионна версия на "Работещо момиче" (1990). По-късно тя се появява в няколко филма, като "Любовен еликсир № 9" ("Love Potion No. 9", 1992), "Нещото наречено ЛЮБОВ" ("The Thing Called Love", 1993) и "Fire on the Amazon" (1993). Участието ѝ в "Разрушителят" ("Demolition Man") през 1993 г., където замества Лоти Пери, води до поканата и за участие в "Скорост" ("Speed", 1994) – филм, който я прави истински известна в Холивуд, партнирайки в лентата на Киану Рийвс.
Сандра Бълок затвърждава имиджа си на филмова звезда в края на 90-те с участието си във филмите "Докато ти спеше" ("While You Were Sleeping", 1995) и "Мис таен агент" ("Miss Congeniality", 2000) – и за двата филма тя получава номинация за „Златен глобус” в категория Най-добра актриса в мюзикъл или комедия. Бълок получава 11 милиона долара за участието си в "Скорост 2: професионалистите" ("Speed 2: Cruise Control", 1997), в които тя се съгласява да играе, за да подкрепи собствения си проект "Надежда за обич" ("Hope Floats", 1998). По-късно получава 17,5 милиона долара за "Мис таен агент 2: Прекрасна и опасна" ("Miss Congeniality: Armed and Fabulous", 2005).
През 2004 г. Бълок получава поддържаща роля във филма "Сблъсъци" ("Crash") . Тя получава много положителни отзиви за изпълнението си, а някои критици заявяват, че това е най-доброто изпълнение в кариерата ѝ. По-късно се появява в "Къщата на езерото" ("The Lake House"), романтичната драма с участието на Киану Рийвс. Тъй като техните филмови герои са разделени през целия филм, Бълок и Рийвс са на снимачната площадка заедно в продължение само на две седмици по време на снимките. През същата година Бълок се появи в "Infamous". Бълок взема участие в "Предчувствие" ("Premonition", 2007) с Джулиан Макмеън.
