Сандра Хюллер родилась в городе Зуль, который тогда входил в состав ГДР. В детстве посещала театральный кружок. С 1996 по 2000 год обучалась в Академии драматического искусства имени Эрнста Буша[3]. С 1999 по 2001 год работала в театре города Йена, затем в течение года — в театре Лейпцига. Позже драматург Оливер Хельд порекомендовал её в Театр Базеля, где она играла до 2006 года[3].
В 2006 году исполнила главную роль в фильме «Реквием». Её персонаж — девушка Михаэла, погибшая после проведения экзорцизма — был основан на реальной истории немки Аннелизы Михель. Картина принесла актрисе известность и несколько престижных премий, в числе которых — премия «Серебряный медведь» за лучшую женскую роль и высшая кинопремия Германии Deutscher Filmpreis, а также соответствующие награды некоторых других фестивалей[3].
Сандра Хюллер продолжала принимать участие в театральных постановках и после успеха в кинематографе. В различных театрах она исполняла, в частности, роли Кортни Лав в постановке For Love и Елизаветы I в Virgin Queen. После сезона 2012/2013 года она была признана театральными критиками журнала Theater heute актрисой года[4].
В 2016 году Хюллер исполнила главную роль в картине «Тони Эрдманн», которая принесла ей ряд премий. В 2018 году актрису можно было увидеть в драме «Между рядами», мировая премьера которой состоялась на международном кинофестивале в Берлине. В 2019 на экраны вышел фильм «Проксима», в котором помимо Хюллер, снялись Ева Грин и Мэтт Диллон.
