Sara Gilbert nació el 29 de enero de 1975 como Sara Rebecca Abeles en el Hospital y Centro de Salud St. John's en Santa Mónica, California, de Barbara Cowan y Harold Abeles. Barbara estuvo casada anteriormente con Paul Gilbert. A la edad de seis años, cuando Sara vio a su hermana Melissa Gilbert obtener una estrella en el Paseo de la Fama de Hollywood, le dijo a su madre que ella también quería ser actriz. 

Éxito familiar

Una serie de comerciales y, en 1984, una aparición en la película de televisión de CBS Calamity Jane (1984), la llevaron a adoptar el apellido Gilbert. Después de no conseguir el nuevo programa The Facts of Life (1979), finalmente encontró el éxito con Roseanne (1988). Sara pasó un total de nueve años en ese programa y se le dio tiempo para poder estudiar en la Universidad de Yale, donde se graduó con honores en 1997.

De vuelta a la fama

Tras una popular participación en The Big Bang Theory, donde compartió pantalla de nueva cuenta con su ex pareja Johnny Galecki, Gilbert retomó el papel que la lanzó a la fama en el reboot de Roseanne que después se transformó en The Conners donde también fungió como productora.