Née en mars 1951 à Paris[1], de son vrai nom Dominique Varaigne[1], elle est la fille de Gérard Varaigne, président d’organisme professionnel, et de Lucienne Pichon. Elle commence des études à l'école des Sœurs de Saint-Vincent-de Paul à Paris[1], puis suit quelque temps des cours à l'École des arts décoratifs[2].
Élue reine de beauté lors d'un concours à Arcachon en 1966, à 15 ans, elle commence sa carrière professionnelle comme modèle et mannequin dans l'agence de Dorian Leigh avant de décrocher son premier rôle au cinéma en 1969 dans Une femme douce de Robert Bresson[1].
Au tournant des années 1990, elle tourne pour la télévision plusieurs coproductions comme Un train pour Petrograd (Lenin: The train) avec Ben Kingsley, Embarquement pour l'enfer, Voyage of Terror: The Achille Lauro Affair avec Burt Lancaster.
Parmi ses rôles au théâtre, on peut citer Un mari idéal d’Oscar Wilde, mis en scène par Adrian Brine, où Dominique Sanda interprète le rôle de Lady Chiltern, en 1995-1996.
Elle commence aussi à jouer pour le cinéma sud-américain, dont Guerriers et Captives ou Garage Olimpo. Elle s'établit alors à José Ignacio[réf. souhaitée] (Uruguay).
Dominique Sanda a été mariée à trois reprises : elle épouse à 16 ans et 3 mois un « supposé peintre, qui lui vole ses premiers revenus »[1], puis quelques années plus tard le peintre Frédéric Pardo. Ces deux unions débouchent rapidement sur des divorces[1].
Le , elle épouse à Paris Nicolae Cutzarida, un universitaire d'origine roumaine, père de l'acteur argentin Ivo Cutzarida. Le couple vit depuis en Argentine[3],[4].
1995 Carte blanche à Dominique Sanda ou Voyage dans l'univers romantique de la poésie et de la musique, mise en scène Michel de Maulne, Maison de la Poésie
2005 : Le Chant d'amour et de mort du cornette Christoph Rilke de Victor Ullmann, texte de Rainer Maria Rilke, mise en scène Michel Pastore, château de la Mignarde (Aix-en-Provence)
2006 : Misterio del ramo de rosas de Manuel Puig, mise en scène Luciano Suardi, Multiteatro de Buenos Aires
2007 : Di tre colori e d'una dimensione de Raffaele Curi, mise en scène Raffaele Curi, Circo Massimo (Rome)