Sara Ramírez nació el 31 de agosto de 1975 en Mazatlán, México.

Con ocho años, Sara se mudó con su madrea San Diego, California. Debutó en 1998 en Broadway con el papel de Wahzinak en The Capeman de Paul Simon. Fue nominada por su papel a un Outer Critics Circle Award por su papel en The Gershwins' Fascinating Rhythm.

Entre sus apariciones se destaca en A Class Act (2001), Dreamgirls (2001) y The Vagina Monologues. También puso su voz a dos personajes de la Playstation (1 y 2). En la segunda temporada de Grey's Anatomy aparece en el papel de la Dra. Callie Torres, que es la mujer de George, una experta en cirugía ortopédica.

Se da cuenta de que entre su marido, George, e Izzie hay algo más que amistad. En el episodio Didn't we almost have it all? es nombrada la Jefa de los Residentes, arrebatandole el puesto a Bailey