Sarah Drew urodziła się 1 października 1980r. w Charlottesville (Virginia, USA), lecz wychowała się w Stony Brook (Nowy Jork). Jej matka Dr Jeannie Drew jest znaną nauczycielką biologii, która zagrzała miejsce w wielu prestiżowych szkołach, zaś jej ojciec Charlie Drew jest pastorem.

W młodości grała w szkolnych sztukach oraz w miejscowym teatrze.
W 1997r. użyczyła głosu postaci Stacy Rowe w serialu "Daria" oraz w filmach "Is It Fall Yet?" i "Is It College Yet?".

W 2001r. zadebiutowała na scenie jako Julia w "Romeo i Julii" w McCarter Theatre. Na broadwayowskiej scenie po raz pierwszy wystąpiła w 2003r. w "Vincent in Brixton". Zagrała również w tej sztuce na londyńskim West End.
W 2002 r. otrzymała tytuł licencjata na Uniwersytecie Virginia oraz wyszła za Petera Lanfera. Para przywitała na świecie swoje pierwsze dziecko, syna Micah Emmanuela, 18 stycznia 2012r.

W 2004r. zagrała gościnnie w telewizyjnym serialu "Magia Niagary" jako Bianca Knowles. Pojawiła się w filmie "Radio" u boku Cuby Goodinga, Jr. W latach 2004-2006 grała Hannah Rogers w "Everwood". Od 2009r. gra postać Dr April Kepner w serialu "Chirurdzy".