Susan es la hija mayor de los nueve hijos que tuvo el matrimonio formado por el cantante de jazz y ejecutivo de publicidad Philip Lesley Tomalin y su esposa Lenora Tomalin. Su padre, católico ferviente, conoció a Leonora Marie en las reuniones de su congregación religiosa. Son totalmente contrarios a los métodos anticonceptivos.

Susan y sus hermanos fueron enviados a colegios católicos. Ella sentía una profunda convicción religiosa pero se hacía —y hacía— las preguntas que haría cualquier niña inteligente de espíritu libre. Cuando estaba en tercer grado, las monjas a cargo de su educación le dijeron a sus padres que Susan tenía una "sobreabundancia de pecado original". Luego de varias preguntas, la gota que rebasó el vaso fue cuando las monjas le dijeron que nadie estaba verdaderamente casado, a menos que se casara por la Iglesia Católica. Entonces Susan preguntó: "¿Eso quiere decir que María y José nunca estuvieron casados?". Años más tarde Susan expresó al respecto: "Yo no quería causar problemas, sólo fue una pregunta inocente".

Desde siempre ha llevado consigo una fuerte carga personal de deseo de una sociedad mas justa e igualitaria. Desde pequeña, se ocupaba de intercambiar los vestidos de sus muñecas, "Yo no quería que algunas muñecas se vistieran mejor que otras. Mi deseo era que todas tuvieran acceso a todos los vestidos".
La conciencia política de Susan se fue desarrollando tempranamente y durante la secundaria fue arrestada por participar en las marchas en contra de la guerra de Vietnam y a favor de los Derechos Civiles de los negros norteamericanos.

Después de graduarse, se mudó a Washington D.C. e ingresó en la Universidad Católica de América para estudiar las Carreras de Arte Dramático y de Lengua Inglesa. Allí se enamoró de su compañero de estudios, el futuro actor Chris Sarandon. La pareja contrajo matrimonio al finalizar el año 1967, mientras Susan cursaba el último año de su carrera.
Más tarde fue descubierta por una agencia de modelos como belleza exótica. Primero trabajo en un comercial de las medibachas "Magic Lady Panty Hose" y luego fue elegida como la modelo principal de la prestigiosa agencia Ford.

Susan prácticamente había desistido de su deseo de trabajar como actriz. Ya había conseguido un cierto renombre como modelo y parecía conformarse con ese destino. Pero en 1970, a su marido Chris Sarandon se le presentó la posibilidad de ir al casting de la película Joe, protagonizada por Peter Boyle y le rogó a Susan que la acompañara. Ella fue de mala gana. A Chris lo rechazaron y por supuesto la contratada para actuar en el filme fue ella con su nuevo nombre: Susan Sarandon. El director que la eligió fue John G. Avildsen (Rocky, Karate Kid...). Susan interpretó a Melissa Compton, una hippie, hija del protagonista Boyle.

Ese mismo año Susan comenzó su carrera televisiva de dos años de duración, en la soap opera (el teleteatro de los Estados Unidos) "A world apart" en el rol de Patrice Kahlman.

En 1971 viajó a Europa y filmó bajo las órdenes del gran director italiano Mario Monicelli acompañando a la diva Sofía Loren en la coproducción italofrancesa, "La Mortadella". Ese mismo año también viajó a Canadá para actuar en "Fleur Bleue" de Larry Kent.

En 1974, Sidney Lumet la dirigió en "Lovin` Molly" y también acompañó a Walter Matheau y Jack Lemmon en Primera Plana de "Billy Wilder". También debutó como actriz de teatro en Broadway interpretando a Tricia Nixon, la hija del entonces presidente de los Estados Unidos, Richard Nixon, en "Una noche con Richard Nixon" dirigida por Gore Vidal. El autor y director dijo de Susan: "Si las películas fuesen hechas con mujeres interesantes como protagonistas, ella (por Susan Sarandon), tendría tanto atractivo comercial como el que gozó Bette Davis durante décadas". No se equivocó. También participó en la película para televisión "F. Scott Fitzgerald and the last of the belles".

Al año siguiente filmó junto a Robert Redford —en ese momento en la cúspide como sex symbol— "El carnaval de las águilas" de George Roy Hill. Susan comenzó a ser reconocida por el gran público por esta película y por "The Rocky Horror Show", la adaptación cinematográfica de Jim Sharman, del musical bizarro londinense. El papel de Susan fue el de Janet Weiss quien junto con su pareja llega a Transilvania y se alojan en el castillo del profesor Frank N Furter. La película fue un fracaso en todas partes salvo en Los Angeles en donde los dueños de los cines advirtieron que aunque la película no convocaba gran cantidad de público llevaba la misma gente noche tras noche. Entonces los distribuidores se dieron cuenta que esta se convertiría en una película de culto. Hicieron un segundo lanzamiento en los Estados Unidos, esta vez apuntando al público de medianoche que hacía cola para ver a la ex alumna de escuela católica meneándose en la pantalla con un travesti mientras cantaba "Tocame, tocame, quiero estar sucia". Por aquellos días Susan dijo que se divirtió haciendo la película pero que no entendía el fenómeno que se había generado alrededor de ella.

Ese mismo año su marido Chris Sarandon fue nominado al Oscar por su excelente interpretación del amante de Al Pacino en "Tarde de Perros".

1976 fue el año en el que hizo su primer trabajo como coproductora en "Caravana de Intrépidos" de John Leone, protagonizada por Henry Fonda. Allí interpretó el papel de Ginny, una prostituta. También filmó "Un amor de verano", de Gilbert Cates. Al año siguiente protagonizó "Checkered flasg or Crash" de Alan Gibson y "Más allá de la medianoche" de Charles Jarrot.

En "Pretty Baby", en 1978, interpretó a la madre de una prostituta de 12 años (Brooke Shields). La película fue dirigida por Louis Malle con quien comenzó una aventura amorosa, que hizo que la pareja conformada por Susan y Chris se divorciara en 1979. También actuó en "El rey de los gitanos" de Frank Pierson. Y en "Un amante de ida y vuelta" de David Helper.

Malle, su nueva pareja, la volvió a dirigir en 1980 en "Atlantic City", interpretando a Sally, una inmigrante de Saskatchewan, que trabajaba como croupier. El trabajo le valió su primera nominación a un Oscar. La escena en donde se frota los pechos con limones, le valió que aún hoy le envíen limones a su casa.

En 1980 también filmó junto a Shirley MacLaine una comedia predecible de intercambio de parejas llamada "Parejas amantes", dirigida por Jack Smight.

En 1981 volvió a protagonizar una película para televisión junto a Cristopher Walken en "Aprendiendo a querer" de Jonathan Demme. Allí, Sarandon y Walken se sacaban chispas interpretando a dos actores que se enamoran haciendo "Un tranvía llamado" deseo de Tennessee Williams.

Luego vendrían dos fracasos comerciales con "Tempestad", inspirado en la obra de Shakespeare, dirigida por Paul Mazursky y "El ansia", protagonizada por la estrella de rock, David Bowie. En esta última película, Sarandon tiene una escena de amor con Catherine Deneuve. Debido a esta película y al síndrome de Rocky Horror Show, Susan Sarandon fue empezada a ser vista como un sex symbol por un público de la mitad de su edad. Esto coincidía con su vida personal, ya que se separó del director francés Louis Malle y mantuvo una breve relación con el actor Sean Penn, 14 años más joven que ella.

Un año después se enamoró del director italiano Franco Amurri. Viajó a Nicaragua, para ayudar al gobierno sandinista y allí contrajo fiebre tifoidea. A raíz de esta enfermedad los médicos le dieron la terrible noticia de que no podría tener hijos. Al llegar a su casa quedó milagrosamente embarazada de Franco Amurri y tuvo una hija a la que llamó Eva. "La enfermedad funcionó como un ritual de purificación. Debe de haber quemado algo dentro de mí", dijo Sarandon. Por este viaje la actriz recibió un inesperado elogio de la revista People, pero la CIA le abrió un legajo por su visita y comentarios sobre la revolución.

En 1984 protagonizó junto a Richard Dreyfuss "The buddy system", de Glenn Jordan y el documental para la televisión, "Mussolini y yo" de Alberto Negrín. En 1985 actuó junto a Raul Juliá en "Compromising Positions".

Los 40 años la encontraron en el telefilm basado en una historia real, "Women of Valor" de Buzz Kullik.

En la edad en el que las mujeres de Hollywood comienzan a recibir menos propuestas de trabajo y pasan a la televisión, Sarandon comenzó a ser reconocida más que nunca. Primero fue "Las brujas de Eastwick", junto a Jack Nicholson, Cher y Michelle Pfeiffer. El éxito fue enorme y fue convocada en 1988 para protagonizar junto a Kevin Costner en su apogeo, "Los búfalos de Durham", de Ron Shelton. Pero allí había, además, un actor, doce años más joven que ella, que la deslumbraría y la enamoraría, Tim Robbins. Sarandon interpretaba a Annie Savoy, una groupie de cuarenta y pico de años que enamoraba a los personajes de Costner y Robbins. Sarandon inauguró en el cine una manera desinhibida de sexualidad habitualmente negada a las mujeres de Hollywood mayores de 40. Fue nominada para el Globo de Oro. Durante ese año también filmó "Sweet Hearts Dance" junto a Don Johnson, dirigida por Robert Greenwald.

En 1989 protagonizó junto a Kevin Kline, "El Asesino del Calendario", de Pat O`Connor y "Una árida estación blanca" de Euzhan Palcy, junto a Marlon Brando y Donald Sutherland.

En 1990 Luis Mandoki la dirigió en "Pasión sin barreras", junto a James Spader. Es la historia de un Yuppie que se enamora de una mujer mayor que él (Sarandon) y renuncia a su entorno social y a su joven novia. Recibió una nueva nominación para el Globo de Oro por su actuación en el filme. Ese año nació su primer hijo junto a Tim Robbins, al que bautizaron John Henry.

Finalmente en 1991 llegaría uno de los éxitos más grandes de su carrera: "Thelma y Louise", de Riddley Scott. En la película, Sarandon interpreta a Louise, una camarera de una cafetería, que padece las indecisiones de su novio. Thelma es Geena Davis. Las dos deciden un día salir a la aventura en auto, a la manera de las road movies de los años 60 y 70, pero terminan con la decisión de arrojarse al precipicio. Ambas fueron nominadas al Oscar como mejor actriz, y Susan nuevamente nominada para el Globo de Oro.

Al año siguiente Sarandon volvió a ser nominada para el Oscar y el Globo de Oro, por "Lorenzos Oil" de George Miller. Allí hace el papel de una abnegada madre que lucha por salvar a su hijo de una enfermedad incurable. "Mientras filmaba Lorenzos Oil, pensar en mis niños fue una idea torturante. En esa época estaba embarazada de mi hijo Miles Guthrie y tenía pesadillas con niños en peligro. La trágica situación me obsesionó fuera del set. Pero no está en mi naturaleza deprimirme. Hay que tratar de ayudar a los demás, pero sin pensar en las tragedias que puedan ocurrirle a uno", aseguró Sarandon.

En la entrega de los Oscars, Sarandon aprovechó su presencia para irse del libreto y criticar al gobierno de Bill Clinton por negarle la entrada a su país de refugiados haitianos infectados de SIDA.

También tuvo pequeñas participaciones en la película de su pareja Tim Robbins, "El ciudadano Bob Roberts" y en "Las reglas del juego" de Robert Altman.

En 1994 la volvieron a encasillar en el rol de madre abnegada en "Tensa espera", de Robert Allan Ackerman, junto a Sam Shepard. Filma "Mujercitas", junto a Winona Ryder y Claire Danes, bajo las órdenes de Gillian Armstrong. La tercera película del año, le valió otra nominación fallida para el Oscar en "El cliente", de Joel Schumacher junto a Tommy Lee Jones. "Es la única actriz en Hollywood de casi 50 años que se permite a si misma lucir esa edad. Uno de los grandes problemas aquí es que las actrices de 50 lucen de 30 porque tienen encima 5 liftings, dos operaciones en las tetas, el pelo de un color absurdo y están más delgadas que nunca. Susan no entró en esta historia y creo que luce más sexy hoy que cuando empezó", afirmó Joel Schumacher.

En 1995 participó en el documental "The Celuloid Closet", un documental acerca del tratamiento de la homosexualidad en los filmes de Hollywood a través de los años.

Ese mismo año filmó bajo las órdenes de su pareja Tim Robbins y junto a su ex-novio Sean Penn, "Pena de Muerte", película que le valió su primer Oscar de la Academia de Hollywood como mejor actriz y una nueva nominación al Globo de Oro. La película trata sobre un hecho real inspirado en el libro que escribió la monja Helen Prejean cuando asistía a un condenado a muerte. Sus dudas, su dilema moral y su profundo espíritu religioso.

En 1996 le puso la voz a la araña del filme animado "James y el melocotón gigante", dirigida por Tim Burton. Despues, Susan aprovechó un par de años sin trabajar, para estar mas tiempo con su pareja y sus tres hijos.

En 1998 volvió al cine para filmar junto a su amiga Julia Roberts y Ed Harris, "Quédate a mi Lado". Las dos tienen también a su cargo, la producción ejecutiva. Por esta película fue nominada nuevamente al Globo de Oro.

Ese año también se estrenaría "Al Caer el Sol", junto a Paul Newman y Gene Hackman, dirigida por Robert Benton y protagonizó la película de Joh Turturro "Illuminata".

Ha puesto su voz en las películas "Cats & Dogs", "Rugrats en Paris" y "Goodnight Moon".

Entre sus últimas películas destacan la comedia "Elizabethtown" (2005), dirigida por Cameron Crowe y co-protagonizada por Orlando Bloom, Kirsten Dunst y Alec Baldwin; "Romance & Cigarettes" (2005) de John Turturro, con James Gandolfini, Kate Winslet, Steve Buscemi y Mandy Moore; "Irresistible" (2006), dirigida por Ann Turner y donde trabajó junto a Sam Neill y Emily Blunt; "En el valle de Elah" (2007) de Paul Haggis, con Tommy Lee Jones, Charlize Theron, Jason Patric y James Franco; y la película familiar "Encantada" (2007), dirigida por Kevin Lima y protagonizada por Amy Adams, Patrick Dempsey y James Marsden...