Nata a Los Angeles in una famiglia di origine messicana, esordisce ventenne nel 1986 nel duo folk dei Going Home con l'amica Sylvia Gomez, che riscuote un discreto successo nei club californiani. In seguito a questa esperienza, nel 1987, Hope entra a far parte degli Opal dopo l'uscita dal gruppo di Kendra Smith. Con il gruppo incide l'album She Hangs Brightly, che però uscirà a nome Mazzy Star nel 1990. Con i Mazzy Star Hope realizza altri due album: So Tonight That I Might See del 1993 e Among My Swan del 1996.
Hope Sandoval & Warm Inventions
Momentaneamente abbandonato il progetto Mazzy Star, forma una nuova band, chiamata Hope Sandoval & the Warm Inventions, di cui fa parte anche il batterista dei My Bloody Valentine Colm Ó Cíosóig, con cui pubblica nel 2000 l'EP At the Doorway Again, anticipatore dell'album Bavarian Fruit Bread (Rough Trade, 2001), album che mette in risalto le doti canore e compositive della cantante, attraverso brani come Suzanne o Feeling of Gaze.[2] Al disco collabora anche William Reid (The Jesus and Mary Chain) che scrive Drop.
Nel 2011 riforma i Mazzy Star, con cui pubblica un singolo e due anni dopo un nuovo album Seasons of Your Day. Il disco, registrato in California e Norvegia, è prodotto dalla stessa Sandoval e da David Roback. Nel 2016 ritorna con i Warm Inventions con cui realizza il nuovo album Until the Hunter.