Sandra es la hija mayor de John Bullock, un contratista del pentágono y maestro de canto norteamericano y Helga Meyer, una cantante de ópera alemana. Tiene una hermana 3 años menor que ella que se llama Gesine.

Pasó los primeros doce años de su vida cruzando el Atlántico, viviendo un tiempo en Virginia y otro en Viena, Austria. Cuando su madre actuaba, ella se quedaba en la casa de su abuela en Nuremberg, Alemania, en donde por la mañana asistía a la escuela de alemán y por la tarde tomaba clases particulares de inglés.

Debutó en escena a los ocho años, en una ópera, junto a su madre. "En las óperas siempre hay una niña gitana con la cara sucia, y esa era yo", bromea habitualmente, explicando que en realidad estar en escena era el mejor servicio para el cuidado de niños que encontraba su madre.

A los doce años volvió definitivamente a los Estados Unidos e ingresó al Washington-Lee High School. Sandra estaba decidida a encajar en el lugar: No paraba de hacer bromas, abandonó a su antiguo novio y combatiendo las reglas alimenticias que le imponía su madre, desarrolló malos hábitos alimenticios. Sandra se convirtió en la chica más popular de la clase y de acuerdo con su anuario fue elegida "Payaso de la clase" y "La más prometedora para iluminar tus días". Sandra dijo al respecto: "Pienso que la más prometedora para iluminar tus días es más agradable que "la que probablemente triunfe". Porque no hay mucha presión con eso. No tienes que trabajar en Wall Street y convertirte en multimillonario, sólo alcanza con decir un chiste y uno puede sostener ese título".

En 1982 terminó la secundaria. Sus padres querían que ingresara al Juilliard —donde había estudiado John— o a una escuela de arte. Pero Sandra eligió la East Carolina University en Greenville, Carolina del Norte. "No quería estar en un lugar para cumplir las expectativas de lo que podía y no podía hacer. Estaba lo suficientemente lejos de casa como para tener problemas pero también lo suficientemente cerca de mis padres como para salir de allí". En la universidad estudió Teatro y también tuvo tiempo para dedicarse a otra de sus pasiones: el baile. Con su compañero de estudios Mark Brunetz ganó un concurso de música Disco.

Abandonó la carrera de Arte Dramático en el año 1988, faltándole apenas tres materias para completarla. No aguantó más. Agarró su perro y se fue para Nueva York. Tomó el camino tradicional: estudió actuación con el método, se presentó en varios castings y por las noches trabajó como moza. Consiguió que la tomaran en una obra de teatro Off Broadway "No time flat" y ese papel sirvió para que le dieran una pequeña participación en la serie de televisión "Bionic Showdown" con el hombre nuclear y la mujer biónica.

Ella se sentía a gusto en Nueva York pero repentinamente se fue a Los Angeles: "Conocí a un muchacho y lo seguí a Los Angeles. Fuimos por una semana pero allí me ofrecieron un trabajo de TV, pésimo pero trabajo al fin. Si no nunca se me hubiera cruzado ir a Los Angeles por mi cuenta".

El pésimo trabajo de televisión era "Working Girl", la adaptación de la película en donde Bullock interpretó el papel que había hecho Melanie Grifith. "Fue la época más difícil de mi vida... no tenía la menor idea por que estaba haciendo ese papel en la tele... La tortura duró trece capítulos. Yo no tenía que haber estado en esa serie".

Pero se quedó en Los Angeles. Su primer trabajo en una película fue en "The Preppie Murder" con William Baldwin y Lara Flynn Boyle. Tuvo sólo cuatro escenas pero fue su debut en Hollywood. Y estaba feliz y aterrada a la vez. No sabía si irse o quedarse. "Los 1.200 dólares que recibí por la película me dieron la posibilidad de quedarme tres meses más y tratar de conseguir más trabajo". Los trabajos que consiguió fueron en películas directas para video sin pasar por el cine como "Religion Inc." y "Who Shot Patakango?".

Como a casi toda actriz que comienza en Hollywood, le tocó pasar por la experiencia de la película de Clase B producida por Roger Corman. En este caso fue "Fire on the Amazon", dirigida por Luis Losa. "Actué con animales salvajes, estaba todo el tiempo en el agua, estaba enferma. Pensé que me iba a morir... ".

El film tenía también una escena de amor, La primera para Sandra. Craig Sheffer, el actor con el que tuvo la escena dijo: "Ella estaba muy nerviosa. Encontramos una botella de tequila y se empezó a relajar. Después de terminar la escena, se fue a vomitar y luego volvió para hacer otra toma".

Sandra estaba determinada a mostrar sólo lo que ella quería mostrar: Nada. Aunque le aseguraron que no iban a mostrar nada. Ella se previno —sabiendo con que bueyes araba— cubriéndose los pezones con cinta adhesiva.

En 1991 filmó para video "Love Potion No. 9" y allí conoció a Tate Donovan, su coprotagonista y gran amor. "Lo perseguí como un perro hasta que se dio cuenta que existía", aseguró. "Es como dicen. Sólo hay una persona en tu vida, y Tate y yo estamos mas cerca que cualquier persona que haya conocido. Nadie significa más para mi y se que yo para él significo lo mismo".

Poco a poco el trabajo comenzó a mejorar. Ocupó el rol de la novia desaparecida de Kiefer Sutherland en el mediocre remake de "The Vanishing". Estuvo en escena sólo por 20 minutos, pero era un papel importante. Luego, un viernes de 1992 ocurrió un milagro: En menos de 2 horas, el director Peter Bogdanovich la eligió para el rol de una aspirante a cantante de música country haciendo pareja con River Phoenix en la película "The Thing Called Love" y Randa Haines la eligió para interpretar a una moza en la película "Wrestilng Ernest Hemingway", protagonizada por Robert Duvall. Además de actuar, en la película de Bogdánovich, Sandra cantó "El cielo golpeó a mi puerta", una canción compuesta por ella misma. En la segunda película Robert Duvall aprovechó los ratos libres para enseñarle a bailar el tango.

Su primera gran aparición fue en "Demolition Man". Una película de 70 millones de dólares protagonizada por Sylvester Stallone. La protagonista femenina Lori Petty había sido despedida tras unos días de rodaje. Un joven ejecutivo de Warner, Lorenzo di Bonaventura sugirió a Sandra.

El director Jan De Bont estaba por realizar "Speed" con Keanu Reeves. Para el protagónico femenino el no quería una cara bonita sino una persona "real". Joel Silver le recomendó a Bullock pero el estudio la rechazó. De Bont insistió tanto que finalmente los convenció. Mientras tanto, compañeros actores y amigos de Sandra le sugerían que no hiciera esa película porque se iba a quemar, que iba a ser su ruina como actriz. Como siempre sucede los directivos se equivocaron y los amigos se equivocaron. "Speed" fue un gran suceso de taquilla y la consagración de Sandra Bullock como superestrella. De un día para el otro cambió la vida de la actriz.

Su éxito coincidió con la ruptura de su romance de cuatro años con Tate Donovan que no pudo soportar el suceso de su pareja.

En 1995 Joel Schumacher le ofreció actuar en "Batman Forever", pero declinó hacerla porque se le presentó la posibilidad de protagonizar "Mientras dormías" que había sido rechazada por Demi Moore. A Bullock le fascinó del guión. Allí interpretó el personaje de Lucy, una mujer que se enamora de un hombre que entra en estado de coma. "Hay un montón de similitudes entre el personaje y yo con la excepción de que ningún novio mío estuvo en coma, aunque un par de ellos se durmieron aburridos con nuestra relación". Por la película cobró apenas 1.200.000 dólares, pero se consagró como la nueva superestrella romántica de Hollywood tomando el lugar que hasta ese momento ocupaba Julia Roberts. Sandra, sabiendo lo efímero de los momentos de gloria, comentó al respecto: "Ya llegará el momento en el que hablen de la futura Sandra Bullock".

Ese mismo año filmó "La Red", una película de acción y suspense cuya trama se desarrolla en la red de Internet. Sandra es en la vida real una fanática de Internet y navega —obviamente con distintos sobrenombres— cuando los huecos de las películas se lo permiten. No por nada es considerada la "Reina de Internet" y es la actriz de Hollywood que más páginas dedicadas tiene. Con la sola presencia de su nombre la película consiguió recaudar 50 millones de dólares. Durante la película tuvo un romance con un técnico de filmación, Don Padilla y se presentó con él al estreno de la misma.

Joel Schumacher la volvió a llamar para trabajar, esta vez en la novela de John Grisham, "A Time to Kill" por la que cobró 7 millones y medio de dólares aunque no tuvo un rol protagónico. Allí se la relacionó sentimentalmente con el protagonista Mathew McConaughey.

En 1996 se tiñó de rubia para filmar "Corazones robados" con el comediante Dennis Leary y mientras filmaba con caballos, se dio cuenta que era alérgica a ellos.

Aunque Sandra pasó también por una época de vacas flacas a causa de títulos como "En el amor y en la guerra", "Siempre queda el amor" o "Speed 2", que no funcionaron en taquilla como se esperaba. La mala racha quedó superada gracias a dos comedias románticas: "Prácticamente Magia", en la que compartía cartel con Nicole Kidman, y "Las Fuerzas de la Naturaleza", que protagonizó junto a Ben Affleck. Más tarde llegaron otros dos proyectos destacados: el drama "28 días" y la comedia "Miss Agente Especial".

Luego vendrían trabajos como la comedia, "Clan Ya-Ya"; un thriller, "Asesinato 1,2,3..."; y una comedia romántica, "Amor con preaviso", en la que aparece junto a Hugh Grant.

Por otra parte, Sandra Bullock creó su propia productora a finales de los 90. Uno de los primeros films que financió fue un corto llamado "Making Sandwiches", que ella misma escribió y dirigió.

En el 2004 interpretaría a Jean Cabot en la oscarizada "Crash (Colisión)", en la que participaron un sinfín de actores reconocidos como Matt Dillon, Brendan Fraser, Terrence Howard, Don Cheadle, Jennifer Esposito, William Fichtner o Ryan Phillippe; y más tarde la segunda parte de "Miss Agente Especial", "La Casa del Lago" donde volvió a coincidir con Keanu Reeves, y "Premonition", donde comparte protagonismo con Julian McMahon entre otras...