Nata a Londra il 20 marzo del 1981 da madre inglese e padre newyorkese, Sarah Felberbaum si trasferisce molto presto in Italia dove comincia a 15 anni la carriera di modella. Successivamente compare in alcuni videoclip ed è protagonista di varie campagne pubblicitarie, tra cui una serie di spot per la TIM con Sergio Castellitto e Francesco Mandelli (VJ di MTV) che la rende nota al pubblico televisivo.

Dal 2000 passa alla conduzione di alcuni programmi tv, come "Top of the Pops" e "Uno Mattina Estate", mentre nel 2004 pubblica il romanzo "Baby Vogue". Sempre sul piccolo schermo recita il ruolo di Lucia nella sitcom "Via Zanardi, 33" (2001) di Antonello De Leo, poi sarà Lena nella fiction "Caravaggio" (2007) e, soprattutto, Agnese Ristori, protagonista di "La figlia di Elisa – Ritorno a Rivombrosa" (2007) di Stefano Alleva. Sarà inoltre al centro di film tv come "Mal'aria" (2009) e di serie come "Caldo criminale" (2010) di Eros Puglielli e "Caterina e le sue figlie" (2007-2010) di Fabio Jephcott.

Approda invece sul grande schermo nel 2006 con "Cardiofitness" di Fabio Tagliavia, dove recita il ruolo di Ilaria, amica del cuore di una Nicoletta Romanoff impegnata in una difficile storia d'amore con il più piccolo Federico Costantini. Nel 2010 compare in "Due vite per caso" e "Ti presento un amico" e dello stesso anno è la commedia di Fausto Brizzi "Maschi contro femmine", dove interpreta la bisessuale Francesca. Il suo ultimo lavoro è "Il Gioiellino", film del 2011 di Andrea Molaioli, in cui ricopre il ruolo Laura Aliprandi, nipote del patron di una potente multinazionale del settore agro-alimentare. Quest'ultima interpretazione le ha valso la sua prima nomination ai David di Donatello 2011 come miglior attrice protagonista.