Sára Sándor dokumentumfilmekkel kezdte pályáját, majd a hatvanas és a hetvenes években egyéni látásmódjával hozzájárult a magyar filmművészet nemzetközi elismertetéséhez. Képein az emberi arc és a magyar táj árulkodó módon vall arról, hogy mi történik az emberben és az emberrel a történelmi kataklizmák során.

A Filmművészeti Főiskola évei alatt rengeteg fényképet készített az elesett, utcán tengődő emberekről. 1956-ban a főiskolán tagja lett a forradalmi bizottságnak és így a felkelés leverése után a pálya szélére került. Diplomamunkája a Gaál István által rendezett Pályamunkások című etűd volt.

Amikor a hatvanas években enyhülni kezdett a belpolitikai helyzet, Huszárik Zoltánnal csatlakoztak a Balázs Béla Stúdió fiatal alkotókból verbuválódott csapatához. Operatőrként dokumentalista jellegű rövidfilmeket kezdett forgatni. Majd első meghatározó rendezése is elkészült, a 17 perces Cigányok 1962-ben.

Legtöbbször Kósa Ferenc (Tízezer nap, Ítélet, Nincs idő, Hószakadás) és Szabó István (Apa, Tűzoltó u. 25., Budapesti mesék) mellett dolgozott, de részt vett többek között Gaál István, Huszárik Zoltán, Kardos Ferenc, Ranódy László és Rózsa János jelentősebb rendezéseiben is. Első nagyjátékfilmjét 1968-ban rendezte meg Feldobott kő címmel. Az önéltrajzi ihletésű alkotás forgatókönyvét Csoóri Sándorral közösen írta. A játékfilmes bemutatkozást később olyan munkák követik, mint a Holnap lesz fácán, a Nyolcvan huszár, a Tüske a köröm alatt, a Könyörtelen idők, a Vigyázók, legutóbb pedig A vád.

A rendszerváltás közeledtével visszatért a dokumentumfilmhez. 1993 tavaszán Csoóri Sándor felkérte az akkor induló Duna Televízió vezetésére. Végül Lugossy Lászlóval és Hanák Gáborral hármasban alakítgatták az új intézmény szervezetét, műsorszerkezetét. Hét éven át volt a televízió elnöke.

Moór Mariannával kötött házasságából született Balázs nevű fia követte őt a pályán. Második feleségét a Szindbád forgatásán ismerte meg, Szegedi Erikával közös gyermekük Sára Júlia.

Sára Sándor munkásságát számos kitüntetéssel ismerték el. A Kossuth-díjat 1978-ban, a Balázs Béla-díjat 1968-ban vehette át, 2002-ben kapta meg a Magyar Köztársaság Érdemrend középkeresztje a csillaggal kitüntetést, 2003-ban a Gulág-emlékérmet, 2004-ben a Hazám-díjat, 2005-ben a Magyar Mozgókép Mestere címet és a Prima-díjat, 2012-ben a magyar filmkritikusok életműdíját. 1974-ben érdemes művész, 1987-ben kiváló művész, 2014-ben a nemzet művésze lett, díszpolgára Turának és Pest megyének. 2018-ban a magyar filmművészet nemzetközi elismertetéséhez egyéni látásmódú, a társadalmi problémákat kivételes érzékenységgel ábrázoló, dokumentarista stílusú filmjeivel hozzájáruló, kimagaslóan sikeres operatőri és rendezői pályája elismeréseként kapta meg a Kossuth Nagydíjat.

Sára Sándort a Magyar Művészeti Akadémia és a közmédia saját halottjának tekinti. A közmédia műsorváltozással emlékezik Sára Sándor munkásságára