Sára Sándort már gyermekkorában a fotózás érdekelte, autodidakta módon, szakkönyvek alapján kezdett el fényképezni. 1953-tól a Színház- és Filmművészeti Főiskola operatőr szakán végezte tanulmányait Illés György és Keleti Márton tanítványaként.
1956-ban a főiskola forradalmi bizottságának tagja volt, ezért kis híján eltávolították az intézményből, diplomamunkája 1957-ben a Gaál István által rendezett Pályamunkások című etűd volt. Végzése után a Mafilm munkatársa lett, 1962-ben kezdett filmeket forgatni. Színes felvételeivel, karakteres totáljaival, az emberi arc költészetét és tragikumát felfedező képeivel olyan alkotások sikeréhez járult hozzá, mint a Sodrásban, az Orfeusz és Eurydiké (Gaál Istvánnal), a Tízezer nap és A mérkőzés (Kósa Ferenccel), az Apa (Szabó Istvánnal), a Szindbád (Huszárik Zoltánnal), az Árvácska (Ranódy Lászlóval).
Néhány rövid dokumentumfilmet követően (Cigányok, Egyedül, Vízkereszt) 1968-ban a Feldobott kő című munkájával debütált játékfilmrendezőként: a főiskola előtt egy ideig geodétaként dolgozott, filmjét ez a személyes történet ihlette. Következő rendezése, az 1974-ben készült Holnap lesz fácán erősen szatirikus képet festett a közéleti anomáliákról, emiatt majdnem betiltották. 1977-ben készítette el a 80 huszárt az 1848-as forradalom hírére minden veszély és tiltás ellenére hazatérő magyar katonákról, a hősiesség és helytállás filmes emlékművét. 1987-es rendezése, a Tüske a köröm alatt a vidéki kiskirályok visszaéléseivel foglalkozott. Utoljára 1996-ban rendezett játékfilmet A vád címmel, ennek forgatókönyvét a József Attila-díjas vajdasági magyar íróval, Gion Nándorral közösen írta.
Noha Sára Sándor kedvence a játékfilm volt, a szakma és a közönség elsősorban dokumentumfilmesként tartja számon. Sok-sok kilométernyi hosszúságú filmszalagon rögzítette a magyar történelem krónikáját. Puritán eszközökkel megformált munkáiban leleplező szenvedéllyel igyekezett a közelmúlt fájdalmas eseményeit tények, tanúk, vallomások segítségével felidézni. Legismertebb munkái: a fél évszázad magyar történelmét egyéni sorsokon át bemutató Néptanítók (1981), a Don-kanyarban megsemmisült 2. magyar hadsereg - sokáig tabunak számító - tragikus sorsát elbeszélő Krónika című tévésorozat, illetve ennek filmváltozata Pergőtűz címmel (1982). A 25 részes sorozatot annak idején a harmadik rész után - szovjet tiltakozásra - levették a televízió műsoráról, a belőle készült könyvet bezúzták, a cenzúrázatlan sorozat csak 2002-ben volt látható a Magyar Televízióban.
A "Sír az út előttem..." (1986-87) a bukovinai székelyek történetét mutatja be, 1992-ben készült a Magyar nők a Gulágon. A 2004-es Nehézsorsúak című sorozatban a szovjet lágerek magyar túlélői vallottak sorsukról, a Memento (2006) három tragikus asszonyi sorsot mesél el. Dokumentumfilmjeivel 1986-ban és 1987-ben is elnyerte a Magyar Filmszemle nagydíját.
A filmezés mellett közéleti szerepet is vállalt: 1986-tól 1993-ig, majd 2002-től 2005-ig a Magyar Filmklubok Szövetségének elnöke, 1993 júliusától az akkor indult Duna Televízió elnök-főigazgatója, majd 1996 júliusától 2000-ig első elnöke volt. Szakmai elképzelései igazolásaként 1999-ben az UNESCO a csatornának ítélte a Világ legjobb kulturális televíziója címet. Ő hívta életre 1995-ben a fiatal filmesek számára filmkészítési lehetőséget biztosító Duna Műhelyt, illetve a hazai és határon túli magyar televíziósok-filmesek szakmai továbbképzésére 2000-ben az ő kezdeményezésére alapították a Dunaversitas Egyesületet és a Lakitelki Filmszemlét.
Munkásságát számos rangos kitüntetéssel ismerték el, egyebek között 1968-ban Balázs Béla-, 1978-ban Kossuth-díjat kapott, 1974-ben érdemes művész, 1987-ben kiváló művész, 2014-ben a nemzet művésze lett. 2005-ben megkapta a Magyar Mozgókép Mestere címet és a Prima-díjat, 2012-ben a magyar filmkritikusok életműdíját. 2017-ben munkássága és életműve elismeréseként a Magyar Művészeti Akadémia (MMA) életműdíját vehette át, 2018-ban kimagaslóan sikeres operatőri és rendezői pályája elismeréseként megkapta a Kossuth Nagydíjat.
2019. szeptember 22-én hunyt el Budapesten. Moór Marianna színésznővel kötött első házasságából született fia, Sára Balázs apja örökébe lépett, operatőr-rendező lett. Második felesége Szegedi Erika színésznő, ebből a házasságából született Júlia lánya is filmrendező lett.
Fotó: Magyar Művészeti Akadémia