1976年，桑德拉·布洛克随家人在美国弗尼吉亚洲阿尔林顿定居，就读于华盛顿中学。高中毕业后，桑德拉·布洛克对表演艺术表现出浓厚的兴趣，特别喜欢莎士比亚的话剧。
1982年，前往东卡罗莱纳大学戏剧学院学习表演。在大学期间，为赚取学费，参加过烟草皇后的比赛以及选美。随后，在纽约的戏剧学校学习表演，因此获得出演一些百老汇戏剧的机会。
1987年，主演个人首部电影《占领美国》，从而进入演艺圈。
1990年，主演改编自电影《上班女郎》的电视剧《少女上班族》，在剧中饰演精明能干的女秘书黛丝。
1992年，出演剧情片《现代灰姑娘2：当聚会结束时》；11月13日，与泰特·多诺万共同主演爱情片《第九号爱情香水》，在片中饰演研究灵长类行为的心理学家戴安。
1993年，在彼得·博格达诺维奇执导的剧情片《爱情有什么道理》中饰演乡村女歌手琳达·卢林登；10月，领衔主演动作片《亚马逊之火》，在片中饰演协助亚马逊森林环境专家工作的活动家艾莉莎·罗德曼；10月8日，参演的科幻片《越空狂龙》上映，在片中饰演一位未来世界的女警；同年，制作人乔·西尔沃观看了电影《越空狂龙》后，将她介绍给导演简·德·邦特。
1994年，简·德·邦特邀请其与基努·里维斯搭档，联合主演动作片《生死时速》，在片中饰演驾驶技术不佳、被迫驾驶公交车的洛杉矶市民安妮，该片的全球累计票房为3.5亿美元。
1995年，主演由乔·德特杜巴执导的爱情片《二见钟情》，在片中饰演工作单调而乏味的地铁售票亭工作人员露西；7月28日，领衔主演的惊悚片《网络惊魂》上映，在片中饰演足不出户、技术高超的电脑程序员安吉拉·贝内特。
1996年，凭借主演的爱情片《二见钟情》提名第53届美国金球奖音乐喜剧类最佳女主角；1月，与丹尼斯·利瑞共同主演爱情片《爱情失窃事件》，在片中饰演偷盗名画的女窃贼罗斯；7月，与塞缪尔·杰克逊、马修·麦康纳联合主演剧情片《杀戮时刻》，在片中饰演试图为工人辩护的法律系大学生爱伦·罗克；12月18日，其主演的爱情片《爱情与战争》上映，在片中饰演随红十字医疗队到意大利治疗伤员的护士艾格尼丝。
1997年，主演二十世纪福斯公司出品的动作片《生死时速2：海上惊情》。
1998年，组建佛蒂斯影片公司，开始尝试电影制作人的工作；5月，担任爱情片《希望浮现》的制作人，在片中饰演感情受挫、试图返回家乡寻求安慰的女人普瑞特；10月16日，与妮可·基德曼合作拍摄的奇幻片《巫法闯情关》上映，在片中饰演遭受诅咒、擅长施展魔法的女巫莎莉。
1999年，主演爱情片《自然的力量》，在片中与本·阿弗莱克饰演一对情侣。
2000年，担任剧情片《枪声恐惧症》的制作人，在片中饰演对侦探查理·梅欧关心备至的护士朱蒂；4月，领衔主演剧情片《28天》，在片中饰演生活一帆风顺、事业有成却喜欢酗酒的作家格温·卡明丝；12月，担任喜剧片《特工佳丽》的制作人，在片中饰演作为卧底参加美国小姐大选的联邦探员格雷西·哈特。2001年，凭借主演的喜剧片《特工佳丽》获得第58届音乐喜剧类最佳女主角提名。
2002年，担任电视剧《乔治·洛佩兹秀》的执行制作人。从剧情的策划到市场推广，该剧的每一步都有参与。4月19日，其领衔主演的惊悚片《数字谋杀案》上映，在片中饰演有勇有谋、直觉敏锐的女探员凯茜·梅维瑟；6月，参演卡莉·克里执导的剧情片《丫丫姐妹们的神圣秘密》，在片中饰演剧本作家薇薇的女儿希德丽；12月，与休·格兰特共同主演爱情片《贴身情人》，在片中饰演条理分明、为弱势群体提供法律援助的律师露西·凯尔森。
2004年，与唐·钱德尔、马特·狄龙联合主演剧情片《撞车》，在片中饰演检察官布兰登·费舍尔性格骄纵、生性多疑的妻子简。
2005年，主演的喜剧片《特工佳丽2：武力巾帼》上映；同年，在好莱坞星光大道留名。
2006年，与基努·里维斯共同拍摄的爱情片《触不到的恋人》上映，在片中饰演工作繁忙的医生凯特·福斯特；10月，在道格拉斯·麦克格拉斯执导的传记片《声名狼藉》中饰演作家杜鲁门·卡波特的助手哈泊·李。
2007年，领衔主演惊悚片《亡命感应》，在片中饰演精神饱受摧残、能感应死亡的家庭主妇琳达·汉森。2009年6月19日，担任喜剧片《假结婚》的制作人，在片中饰演图书出版公司的高级主管玛格利特，该片的全球票房为3.14亿美元；9月4日，主演由菲尔·崔尔执导的爱情片《关于史蒂夫的一切》，在片中饰演擅长玩文字游戏的字谜作家玛丽・霍洛维茨；11月，主演剧情片《弱点》，该片改编自小说《弱点：比赛进程》，在片中饰演迈克尔·奥赫极有责任心的养母莉·安妮·陶西。
2010年，凭借主演的电影《弱点》、《假结婚》分别获得第82届奥斯卡金像奖最佳女主角、第67届美国金球奖剧情类最佳女主角、音乐喜剧类最佳女主角提名；6月，获得第19届MTV电影奖MTV世代奖；8月，以5600万美元入选《福布斯》年度好莱坞女星收入排行榜第一名。
2011年，主演华纳兄弟影片公司出品的剧情片《特别响，非常近》。
2013年，与梅丽莎·麦卡西联合主演喜剧片《辣手警花》，在片中饰演个性冷傲、做事吹毛求疵的FBI探员莎拉；10月，为剧情短片《安因冈》配音；11月19日，在阿方索·卡隆执导的科幻片《地心引力》中饰演天资聪颖的医药工程师瑞恩·斯通。
2014年，凭借主演的科幻片《地心引力》获得第40届土星奖最佳女主角。
2015年，以800万美元入选《福布斯》杂志全球最高薪女星排行榜第十三名；9月，为动画片《小黄人大眼萌》中的杀人狂斯嘉丽配音；10月，主演改编自同名纪录片的剧情片《危机大逆袭》，在片中饰演特立独行且非常难缠的法律顾问简·博丁。
2018年，与凯特·布兰切特、安妮·海瑟薇联合主演剧情片《瞒天过海：美人计》，在片中饰演精心策划盗窃案的窃贼黛比·奥逊；12月，主演改编自同名小说的惊悚片《蒙上你的眼》。
蒙上你的眼2018 饰演Malorie 导演苏珊娜·比尔 主演莎拉·保罗森、罗莎·萨拉扎尔
瞒天过海：美人计2018 饰演Debbie Ocean 导演加里·罗斯 主演凯特·布兰切特、安妮·海瑟薇、莎拉·保罗森
危机大逆袭2015 饰演Jane 导演大卫·戈登·格林 主演比利·鲍伯·松顿
辣手警花2013 饰演Ashburn 导演保罗·费格 主演梅丽莎·麦卡西
地心引力2013 饰演瑞恩·斯通 导演阿方索·卡隆 主演乔治·克鲁尼
特别响，非常近2011 饰演Oskar's Mother 导演史蒂芬·戴德利 主演托马斯·豪恩、汤姆·汉克斯
假结婚2009 饰演Margaret Tate 导演安妮·弗莱彻 主演瑞安·雷诺兹
关于史蒂夫的一切2009 饰演Mary Horowitz 导演菲尔·崔尔 主演布莱德利·库珀
弱点2009 饰演Leigh Anne Tuohy 导演约翰·李·汉考克 主演昆顿·亚伦
亡命感应2007 饰演Linda Hanson 导演曼南·亚博 主演朱利安·麦克马洪
触不到的恋人2006 饰演Kate Forster 导演亚利桑德罗·阿奎斯提 主演基努·里维斯
声名狼藉2006 饰演Nelle Harper Lee 导演道格拉斯·麦克格拉斯 主演托比·琼斯
特工佳丽2：武力巾帼2005 饰演Gracie Hart 导演John Pasq 主演雷吉娜·金
情夫2005 饰演Mrs. Harker 导演凯文·贝肯 主演凯拉·塞吉维克
撞车2004 饰演Jean Cabot 导演保罗·哈吉斯 主演雷吉娜·金
贴身情人2002 饰演Lucy Kelson 导演马克·劳伦斯 主演休·格兰特
数字谋杀案2002 饰演Cassie Mayweather 导演巴贝特·施罗德 主演本·卓别林
丫丫姐妹们的神圣秘密2002 饰演Siddalee 'Sidda' Walker 导演卡莉·克里 主演艾伦·波斯蒂恩
枪声恐惧症2000 饰演Judy Tipp 导演Eric Blakeney 主演玛丽·麦克科马克
特工佳丽2000 饰演Gracie Hart 导演唐纳德·佩特瑞 主演迈克尔·凯恩
28天2000 饰演Gwen Cummings 导演贝蒂·托马斯 主演史蒂夫·布西密
自然的力量1999 饰演Sarah Lewis 导演马克·劳伦斯 主演本·阿弗莱克
希望浮现1998 饰演Birdee Pruitt 导演福里斯特·惠特克 主演吉娜·罗兰兹
巫法闯情关1998 饰演Sally Owens 导演格里芬·邓恩 主演妮可·基德曼
生死时速2：海上惊情1997 饰演Annie 导演简·德·邦特 主演杰森·帕特里克
杀戮时刻1996 饰演Ellen Roark 导演乔·舒马赫 主演塞缪尔·杰克逊
爱情与战争1996 饰演Agnes von Kurowsky 导演理查德·阿滕伯勒 主演克里斯·奥唐纳
爱情失窃事件1996 饰演Roz 导演比尔·本奈特 主演丹尼斯·利瑞
网络惊魂1995 饰演Angela Bennett 导演艾文·温克勒 主演杰瑞米·诺森
二见钟情1995 饰演Lucy 导演乔·德特杜巴 主演比尔·普尔曼
1998 《希望浮现》 电影
2000 《枪声恐惧症》 电影
2000 《特工佳丽》 电影
2002 《乔治·洛佩兹秀》 电视剧
2002 《数字谋杀案》 电影
2002 《贴身情人》 电影
2005 《特工佳丽2：武力巾帼》 电影
2009 《关于史蒂夫的一切》 电影
2009 《假结婚》 电影
2015 《危机大逆袭》 电影
2018 《蒙上你的眼》 电影
2014 第86届最佳女主角 地心引力 （提名）
2010 第82届最佳女主角 弱点 （获奖）
2014 第71届剧情类最佳女主角 地心引力 （提名）
2010 第67届剧情类最佳女主角 弱点 （获奖）
2010 第67届音乐喜剧类最佳女主角 假结婚 （提名）
2001 第58届音乐喜剧类最佳女主角 特工佳丽 （提名）
1996 第53届音乐喜剧类最佳女主角 二见钟情 （提名）
2014 第23届最佳女演员 地心引力 （提名）
2010 第19届MTV世代奖 （获奖）
2010 第19届最佳女演员 弱点 （提名）
2010 第19届最佳喜剧表演 假结婚 （提名）
1997 第6届最佳女演员 杀戮时刻 （提名）
1996 第5届最佳女演员 二见钟情 （提名）
1996 第5届最性感女演员 二见钟情 （提名）
1996 第5届最性感女演员 网络惊魂 （提名）
1995 第4届最佳女演员 生死时速 （获奖）
1995 第4届最性感女演员 生死时速 （获奖）
2016 第42届最受欢迎电影女演员 （获奖）
2015 第41届最受欢迎女演员 （获奖）
2015 第41届最受欢迎喜剧女演员 （获奖）
2014 第40届最受欢迎电影女演员 （获奖）
2014 第40届最受欢迎剧情片女演员 （获奖）
2014 第40届最受欢迎电影女笑星 （获奖）
2010 第36届最受欢迎电影女演员 （获奖）
2008 第34届最受欢迎女影星 （提名）
2007 第33届最受欢迎女影星 （提名）
2006 第32届最受欢迎女影星 （获奖）
2003 第29届最受欢迎女演员 （提名）
2000 第26届最受欢迎女演员 （提名）
1999 第25届最受欢迎女演员 （获奖）
1998 第24届最受欢迎女演员 （提名）
1997 第23届最受欢迎女演员 （获奖）
1996 第22届最受欢迎女演员 （获奖）
2014 第40届最佳女主角 地心引力 （获奖）
1995 第21届最佳女主角 生死时速 （获奖）
2014 第16届最佳剧情电影女演员 地心引力 （提名）
2013 第15届最佳夏日电影女星 辣手警花 （获奖）
2012 第14届最佳剧情电影女演员 特别响，非常近 （提名）
2010 第12届最佳剧情电影女演员 弱点 （获奖）
2010 第12届最佳浪漫喜剧电影女演员 假结婚 （获奖）
2009 第11届最佳夏日电影女星 假结婚 （提名）
2005 第7届最佳喜剧电影女演员 特工佳丽2：武力巾帼 （获奖）
2003 第5届最佳喜剧电影女演员 贴身情人 （提名）
2002 第4届最佳剧情电影女演员 丫丫姐妹们的神圣秘密 （提名）
2001 第3届最佳电影女演员 特工佳丽 （提名）
2014 第20届最佳女主角 地心引力 （提名）
2010 第16届最佳女主角 弱点 （获奖）
2014 第19届最佳喜剧片女演员 辣手警花 （提名）
2014 第19届最佳动作片女演员 地心引力 （获奖）
2014 第19届最佳女主角 地心引力 （提名）
2010 第15届最佳女主角 弱点 （获奖）
2013 第17届年度女主角 地心引力 （获奖）
2006 第10届年度女配角 声名狼藉、触不到的恋人 （获奖）
1995 年度女明星 （获奖）
2004 年度女性 （获奖）
2001 最佳女演员 特工佳丽 （获奖）
1996 最佳女演员 二见钟情 （提名）
2001 喜剧类最受欢迎女演员 特工佳丽 （获奖）
2000 爱情类最受欢迎女演员 自然的力量 （提名）
1997 悬疑类最受欢迎女演员 杀戮时刻 （获奖）
桑德拉·布洛克外表纯朴，拥有良好的表演素质。虽然具有强烈的现代女性的特点，但在饰演每个角色的过程中都能做到贴近原型，一丝不苟地发掘角色的心理内涵。在电影《28天》里，她传神地表现出戒酒的痛苦。桑德拉·布洛克的演技个性鲜明，做事坚持原则，善于管理和控制局面，是一位干练的制片人。（《电影评介》、《外滩画报》）
桑德拉·布洛克个性活泼开朗，有亲和力，不矫揉造作。她的身材柔美，有一种内在的坚强感。在电影《生死时速》中，她的脸上自然流露出惊恐与无奈，也有与此不断对立呼应的坚定目光，在生死关头所表现出的临危不惧征服了观众。（基努·里维斯、王重、艺术大师编辑部评）
