وی ابتدا وارد دبیرستان ترینیتی شد و پس از آن به دانشگاه متدیست جنوبی در رشته زبان انگلیسی و تئاتر تحصیل کرد. در دوران دبیرستان، در زمینه ورزشی مؤفق بود. در همین دوران بود که علاقه او به مدلینگ در وی رشد کرد. زمانی که تنها هشت سال داشتپدر و مادرش وی را به جشنواره های زیبایی می بردند. در سال 1997، او برای پیروزی وارد رقابت های زیبایی Miss Fort Worth شد.

سارا شاهی می خواست یک هنرپیشه شود و به تیم رهبران تشویق گاوچران های دالاس در سال 1999 پیوست. سال بعد، تصویر او بر روی جلد تقویم بازیکنان تیم چاپ شد.

او در زمانی که به عنوان سیاهی لشکر در فیلم دکتر تی و زنان در تگزاس بازی می کرد به سراغ راب آلتمن رفت که وی به او پیشنهاد رفتن به هالیوود را داد. او سپس به لس آنجلس آمد و توانست در چندین مجموعه ی تلوزیونی از جمله City Guys، Spin City، Boston Public، Off Centre در نقش های مکمل بازی کند.

بین سال های 2001 و 2002، او سناریوی نقش جنی در مجموعه های تلویزیونی آلیانس برای هفت اپیزود را نوشت. وی در دیگر مجموعه های کمدی موقعیت مشهوری چون Dawson's Creek', 'Reba', 'ER', 'Frasier', 'Century City' and 'Supernatural' به عنوان میهمان حضور داشته است.

در سال 2003، کار سینمایی او در اولین نقش خود به عنوان اریکا در فیلم مدرسه قدیمی آغاز شد. پس از آن وی در فیلم هایی چون A Lot Like Love', 'For Your Consideration, 'Rush Hour 3', 'Shades of Ray', 'Crossing Over', 'AmericanEast' و غیره به ایفای نقش پرداخت.

در سال 2005، او در نقش DJ Carmen de la Pica Morales در فیلم کلمه ال بازی کرد. وی با امضای قرارداد دو ساله تا سال 2007 بازی در نقش این شخصیت را بر عهده داشت. در همین حال وی به برخی مجموعه های تلویزیونی چون Sleeper Cell', HBO's 'The Sopranos' and 'Kennedy and Heidi' در نقش بازیگر مهمان ظاهر شد.

اوج مؤفقیت کار او بازی در سریال تلویزیونی زندگی در نقش اصلی به همراه دامیان لوئیز بود که از تلویزیون ان بی سی پخش می شد. وی در آن در نقش دانی ریس کارگاه قتل بازی کرد. این مجموعه به مدت دو فصل بر روی آنتن رفت.

در سال 2009، او در نقش اصلی در فیلم Facing Kate که بعدها Fairly Legal شناخته شد بازی کرد. این فیلم زندگی کیت که یک میانجی گر حقوقی است را نشان می دهد که از بوروکراسی و بی عدالتی موجود در نظام حقوقی به تنگ آمده است. این فیلم پس از دو فصل به پایان رسید. در سال 2012 او در نقش معشوقه ستوان کلی سوراید در سریال شیکاگو فایر ظاهر شد. پس از آن وی در سریال مظنون در نقش ثمین شاو به ایفای نقش پرداخت. او در زمانی که در فصل 2 به عنوان بازیگر میهمان بازی کرد از فصل 3 بازیگر دائم در این سریال شد. علاوه بر این، او در نقش های مهمان در مجموعه های نامشهور تلویزیونی از جمله Relevance', 'Ray Donovan' and 'Pitch. سارا شاهی در فیلم هایی چون استاتیک و گلوله به سر نیز هنرنمایی کرده است.

او پس از آنکه از مرخصی زایمان بازگشت در نقش یک کارآگاه سرشناس به نام نانسی دریو که از نام کتابی با همین نام در مجموعه های تلویزیونی برنامه ریزی شده بود قرار گرفت. این سریال مورد استقبال قرار نگرفت. از طرفی، او شخصیت سامین شاو را در مظنون تا زمان پایان یافتن آن در جون 2016 ادامه داد.

مجموعه تلویزیونی زندگی برای کار او یک فرصت بزرگ بود که باعث شد تا وی بتواند از آن برای ایفای اولین نقش اصلی خود بهره مند شود. اما مؤفقیت های حرفه بازیگری او تنها منحصر به آن نبود. مهم ترین نقشی که وی بازی کرد، بازی در نقش DJ Carmen de la Pica Morales در The L Word' بود.

او که تردید دارد که امروزه خودش را برای پروژه ای آماده کند اما جالب آنجاست بدانیم که شاهی آن را یکی از بهترین نقش های خود می داند. او در این نقش می بایست شخصیت یک همجسگرای زن را بازی کند و غرق صحنه های عاشقانه ای با دیگر زنان شود. او از ضرورت های این نقش احساس نگرانی می کرد اما آن را بهترین فرصت برای ابراز استعدادهای خود می دانست. او آن را نقش رویایی خود و جزء بهترین کارهای خود می داند. عکس وی بر روی مجله ماکسیم به عنوان جذاب ترین دختران تلویزیونی در شماره اکتبر 2012 به چاپ رسید و نفر پنجم از نظر سایت AfterEllen.com در فهرست جذاب ها در سال 2007 است.

سارا شاهی در 7 فوریه 2009 با استیو هائونی هنرپیشه در لاس وگاس ازدواج کرد.

او در جولای 2009 نخستین بچه خود را به دنیا آورد و در ژانویه 2015 یک دوقلو باردار شد و در مارس یک دختر و کودک طی یک زایمان دیگر در خانه متولد کرد.

این دو در ژانویه 2021 از یکدیگر شدند. شاهی پس از یک ملاقات در طول فیلمبرداری سکس/زندگی با ادم دموز هنرپیشه استرالیایی آشنا شد.

طبق دارایی خالص سبریتی، دارایی خالص سارا شاهی 3 میلیون دلار محاسبه می شود.

سارا شاهی هم اکنون در مجموعه تلویزیونی جدید سکس/زندگی که بر روی نتفلیکس درباره نارضایتی زناشویی و تک همسری کار می کند. سارا در نقش بیلی، یک زن و مادر حومه شهری با تحصیلات روان شناسی تا حدودی از زندگی با همسر خود (مایک ووگل) راضی است. اما او نمی تواند تجارب ذهنی با معشوق قبلی خود را (آدام دموس) فراموش کند؛ رابطه ای از گذشته که حال وی را به هم می ریزد. او همه چیز درباره او در خاطرات خود می نویسد. زمانی که همسرش این یادداشت ها را می یابد، بیلی سفری از خود بازاکتشافی را آغاز می کند که تعادل زندگی و خانواده خود را به خطر می اندازد. این مجموعه جدید نتفلیکس تأکیدی است بر رابطه میان سارا شاهی ستاره سریال مظنون و آدام دموز در آن ریل. هر دو این هنرپیشه ها در زندگی واقعی با هم رابطه دارند و مؤفقیت سریال در روابط پشت صحنه آن ها تأثیر گذاشته است. دیدار آن ها در صحنه منجر به ارتباطی نزدیک شد.