Nascida em Overland Park, Kansas, Sarah se mudou para Mission Viejo, Califórnia, quando tinha 10 anos de idade. Em 1994, ela garantiu seu primeiro papel, como uma série regular em Salvo pelo Sino: A Nova Classe (1993). Ela então ganhou atenção por seu papel recorrente como "Madison Kellner" na aclamada série da Warner Bros., Everwood (2002). Ela passou a estrelar Dr. Vegas (2004), para a CBS de 2004-2006. Seguido pelo What About Brian da ABC (2006), de 2006-2007. Sarah é talvez mais conhecida por seu retrato adorável de "Ellie Bartowski" na longa série da NBC, Chuck (2007). Em 2014, Lancaster pode ser visto, ao lado de Robert Downey Jr., em The Judge (2014), para a Warner Bros. Lancaster reside em Los Angeles com seu marido, o advogado Matt Jacobs, e seu filho, Oliver Jacobs.
