1971 yılında Nepean'ın Ottawa bölgesinde dünyaya gelen Sandra Oh'un babası iş adamı, annesi ise biyokimyagerdir. Kariyerine bale dansçısı olarak başlayan Sandra, daha sonra Montreal'daki Ulusal Tiyatro Okulunda drama eğitimi aldı. Kariyerinde hızlı adımlarla ilerleyerek, 1994 yılında binden fazla insanın rol almak için başvurduğu "The Diary of Evelyn Lau" filminin başrolünde oynadı. Grey's Anatomy, American Dad!, American Crime dizilerinde oynayan oyuncu ayrıca; Ramona and Beezus, Mutluluğun Peşinde, Tammy, Window Horses ve Catfight gibi daha birçok filmde de yer aldı.
En iyi kadın oyuncu dalında FIPA d’Or, 2 Genie ödülü (Kanada Oscar’ı), 1 Cable Ace ödülü ile bir de Screen Actors Guild ödülü bulunan oyuncu, 2003 yılında yazar/yönetmen Alexander Payne ile evlendi.